删除二叉搜索树中的节点

删除二叉搜索树中的节点

给定一个二叉搜索树的根节点 root 和一个值 key,删除二叉搜索树中的 key 对应的节点,并保证二叉搜索树的性质不变。返回二叉搜索树(有可能被更新)的根节点的引用。

一般来说,删除节点可分为两个步骤:

首先找到需要删除的节点;
如果找到了,删除它。

示例 1:
删除二叉搜索树中的节点_第1张图片

输入:root = [5,3,6,2,4,null,7], key = 3
输出:[5,4,6,2,null,null,7]
解释:给定需要删除的节点值是 3,所以我们首先找到 3 这个节点,然后删除它。
一个正确的答案是 [5,4,6,2,null,null,7], 如下图所示。
删除二叉搜索树中的节点_第2张图片

另一个正确答案是 [5,2,6,null,4,null,7]。

示例 2:

输入: root = [5,3,6,2,4,null,7], key = 0
输出: [5,3,6,2,4,null,7]
解释: 二叉树不包含值为 0 的节点
示例 3:

输入: root = [], key = 0
输出: []

提示:

节点数的范围 [0, 104].
-105 <= Node.val <= 105
节点值唯一
root 是合法的二叉搜索树
-105 <= key <= 105

进阶: 要求算法时间复杂度为 O(h),h 为树的高度。

解题思路:
使用递归解决该题。
二叉搜索树删除节点有五种情况,首先明确这五种情况,代码会好写很多:
第一种情况:没找到删除的节点,遍历到空节点直接返回了
找到删除的节点:
第二种情况:左右孩子都为空(叶子节点),直接删除节点, 返回NULL为根节点
第三种情况:删除节点的左孩子为空,右孩子不为空,删除节点,右孩子补位,返回右孩子为根节点
第四种情况:删除节点的右孩子为空,左孩子不为空,删除节点,左孩子补位,返回左孩子为根节点
第五种情况:左右孩子节点都不为空,则将删除节点的左子树头结点(左孩子)放到删除节点的右子树的最左面节点的左孩子上,返回删除节点右孩子为新的根节点。(为什么要这么做?因为二叉搜索树的性质,左子树的所有节点都要小于右子树的所有节点,因此我们删除根节点时,只需将左子树移动到右子树中最左边节点的左孩子上,因为一个二叉搜索树的最左边节点是最小的)。

结合代码中的注释来看会更容易理解:

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode() {}
 *     TreeNode(int val) { this.val = val; }
 *     TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {
 *         this.val = val;
 *         this.left = left;
 *         this.right = right;
 *     }
 * }
 */
class Solution {
    public TreeNode deleteNode(TreeNode root, int key) {
        //如果根节点为空,直接返回
        if (root == null) {return root;}
        //找到要删除的节点了
        if (root.val == key) {
            //如果要删除的节点为叶子节点,则直接删除
            if (root.left == null && root.right == null) {
                return null;
            }
            //要删除节点的左子树为空,右子树不为空,则返回右孩子节点
            else if (root.left == null) {
                return root.right;
            }
            //要删除节点的右子树为空,左子树不为空,则返回左孩子节点
            else if (root.right == null) {
                return root.left;
            }
            //左右子树都不为空,将左子树移动到右子树最左边节点的左孩子位置,返回右孩子节点
            else {
                TreeNode cur = root.right;
                while (cur.left != null) {
                    cur = cur.left;
                }
                cur.left = root.left;
                return root.right;
            }
        }
        //要删除的节点在左子树
        if (root.val > key) {
            root.left = deleteNode(root.left, key);
        }
        //要删除的节点在右子树
        if (root.val < key) {
            root.right = deleteNode(root.right, key);
        }
        return root;
    }
}

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