day22 二叉树part08

发布时间:2024年01月24日

235. 二叉搜索树的最近公共祖先

中等
给定一个二叉搜索树, 找到该树中两个指定节点的最近公共祖先。
百度百科中最近公共祖先的定义为:“对于有根树 T 的两个结点 p、q,最近公共祖先表示为一个结点 x,满足 x 是 p、q 的祖先且 x 的深度尽可能大(一个节点也可以是它自己的祖先)。”
例如,给定如下二叉搜索树: root = [6,2,8,0,4,7,9,null,null,3,5]

二叉搜索树的迭代法很好用,比如找一个值

class Solution {
public:
    TreeNode* searchBST(TreeNode* root, int val) {
        while (root != NULL) {
            if (root->val > val) root = root->left;
            else if (root->val < val) root = root->right;
            else return root;
        }
        return NULL;
    }
};

难点:当我们从上向下去递归遍历,第一次遇到 cur节点是数值在[q, p]区间中,那么cur就是 q和p的最近公共祖先。

// 迭代法
class Solution {
    public TreeNode lowestCommonAncestor(TreeNode root, TreeNode p, TreeNode q) {
        while (true) {
            if (root.val > p.val && root.val > q.val) { // 当root在两节点右边时
                root = root.left;
            } else if (root.val < p.val && root.val < q.val) { // 当root在两节点左边时
                root = root.right;
            } else { // root.val 处于 p.val 和 root.val 之间
                return root; 
            }     
        }
    }
}
// 递归法
class Solution {
    public TreeNode lowestCommonAncestor(TreeNode root, TreeNode p, TreeNode q) {

        if (root.val > p.val && root.val > q.val)  return lowestCommonAncestor(root.left, p, q); // 当root在两节点右边时
        if (root.val < p.val && root.val < q.val)  return lowestCommonAncestor(root.right, p, q);// 当root在两节点左边时
        return root; // root.val 处于 p.val 和 root.val 之间   
    }
}

701. 二叉搜索树中的插入操作

中等
给定二叉搜索树(BST)的根节点 root 和要插入树中的值 value ,将值插入二叉搜索树。 返回插入后二叉搜索树的根节点。 输入数据 保证 ,新值和原始二叉搜索树中的任意节点值都不同。
注意,可能存在多种有效的插入方式,只要树在插入后仍保持为二叉搜索树即可。 你可以返回 任意有效的结果
在这里插入图片描述

难点:为什么这样从上往下插入就可以满足二叉搜索树呢?首先回答我一个问题,假设你将要插入的这个数已经被正确插入了,那么你会怎样去找到它?你会发现你找他的顺序就是你插入的顺序。找到它和插入它用的逻辑是一样的。如果用这个某个规则找到了某个元素i,那么说明这个规则是满足二叉搜索树的,所以用这个规则来插入绝对也是满足二叉搜索树的。

假设在上图插入一个1.5,那么肯定选5这个节点的左边,注意,此时,就不用再管会不会大过5的右子树了,因为5的右子树肯定比5大,你都比5小了,就不用跟别人比了。然后和3比,发现没3大,此时往左走,那么3的右子树就不用想着可能比1.5小了。走到1,再往右走到2,此时左边界是1,右边界是2,就这样确定下来了。所以,为什么往下这样插入可以满足二叉搜索树?因为每经过一个节点都确定了一个边界。

// 迭代法
class Solution {
    public TreeNode insertIntoBST(TreeNode root, int val) {
        TreeNode node = new TreeNode(val); // 待插入节点
        TreeNode cur = root;
        TreeNode pre = root;
        if (root == null) return node;
        while (cur != null) {
            pre = cur;
            if (cur.val > val) {
                cur = cur.left;
            } else {
                cur = cur.right;
            }
        }
        if (pre.val > val) {
                pre.left = node;
            } else {
                pre.right = node;
            }
        return root;
    }
}
// 递归法,这个还是需要想一想的
class Solution {
    public TreeNode insertIntoBST(TreeNode root, int val) {
        if (root == null) return new TreeNode(val);

        if (val < root.val) {
            root.left = insertIntoBST(root.left, val);
        } else {
            root.right = insertIntoBST(root.right, val);
        }
        return root; 
    }
}

450. 删除二叉搜索树中的节点

中等
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。

难点:要有先找后删的中心思想

class Solution {
    public TreeNode deleteNode(TreeNode root, int key) {
        if (root == null) return null;
        if (root.val == key) {
            // 如果找到的这个节点是叶子节点或者只有左或者右节点
            if (root.left == null) return root.right;
            if (root.right == null) return root.left;

            // 如果找到的这个节点下面挂着俩节点,那就交换它和右子树最大节点(或左子树最小节点)的位置
            TreeNode minNode = getMin(root.right); 
            //在最小节点本来的位置删除这个最小节点
            root.right = deleteNode(root.right, minNode.val); // 这里是通过赋值的方式来删除的,,不是你传进去一个节点就能删了,所以别忘了root.right= ... 这里一定要把删除后的子树接住
            // 用右子树最小的节点替换 root 节点
            minNode.left = root.left;
            minNode.right = root.right;
            root = minNode;

        } else if (root.val > key) {
            root.left = deleteNode(root.left, key);  // 这里老是忘记写 root.left = 
        } else if (root.val < key) {
            root.right = deleteNode(root.right, key);
        }
        return root;
    }

    public TreeNode getMin(TreeNode node) {
        while (node.left != null) { // 一直往左找就能找到最小的
            node = node.left;
        }
        return node;
    }
}

以下内容来自:https://labuladong.github.io/algo/
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

// labuladong代码
TreeNode deleteNode(TreeNode root, int key) {
    if (root == null) return null;
    if (root.val == key) {
        // 这两个 if 把情况 1 和 2 都正确处理了
        if (root.left == null) return root.right;
        if (root.right == null) return root.left;
        // 处理情况 3
        // 获得右子树最小的节点
        TreeNode minNode = getMin(root.right);
        // 删除右子树最小的节点
        root.right = deleteNode(root.right, minNode.val);
        // 用右子树最小的节点替换 root 节点
        minNode.left = root.left;
        minNode.right = root.right;
        root = minNode;
    } else if (root.val > key) {
        root.left = deleteNode(root.left, key);
    } else if (root.val < key) {
        root.right = deleteNode(root.right, key);
    }
    return root;
}

TreeNode getMin(TreeNode node) {
    // BST 最左边的就是最小的
    while (node.left != null) node = node.left;
    return node;
}

文章来源:https://blog.csdn.net/weixin_43889767/article/details/135759016
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