Leetcode 173. 二叉搜索树迭代器

题目

实现一个二叉搜索树迭代器。你将使用二叉搜索树的根节点初始化迭代器。

调用 next() 将返回二叉搜索树中的下一个最小的数。

BSTIterator iterator = new BSTIterator(root);
iterator.next(); // 返回 3
iterator.next(); // 返回 7
iterator.hasNext(); // 返回 true
iterator.next(); // 返回 9
iterator.hasNext(); // 返回 true
iterator.next(); // 返回 15
iterator.hasNext(); // 返回 true
iterator.next(); // 返回 20
iterator.hasNext(); // 返回 false

提示：

• next() 和 hasNext() 操作的时间复杂度是 O(1)，并使用 O(h) 内存，其中 h 是树的高度。
• 你可以假设 next() 调用总是有效的，也就是说，当调用 next() 时，BST 中至少存在一个下一个最小的数。

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/binary-search-tree-iterator
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解答

注意题目要求： O(1) 时间， O(h) 内存。

使用栈或提前遍历的方式并不可取，这些方式最坏情况下是 O(n) 的空间复杂度。

所以本题正解是：中序遍历的 Morris 算法。（O(1) 时间，O(1) 内存）

因为前面博客已经解释过了，这里不再赘述。

二叉树的中序遍历解析：Leetcode 94. 二叉树的中序遍历 （请看解法三）

代码

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class BSTIterator {

    private TreeNode cur;
    
    public BSTIterator(TreeNode root) {
        this.cur = root;
    }
    
    /** @return the next smallest number */
    public int next() {
        int ret = 0;
        while(cur != null) {
            if(cur.left == null) {
                ret = cur.val;
                cur = cur.right;
                break;
            } else {
                TreeNode pre = cur.left;
                while(pre.right != null && pre.right != cur) {
                    pre = pre.right;
                }

                if(pre.right == null) {
                    pre.right = cur;
                    cur = cur.left;
                } else {
                    pre.right = null;
                    ret = cur.val;
                    cur = cur.right;
                    break;
                }
            }
        }
        
        return ret;
    }
    
    /** @return whether we have a next smallest number */
    public boolean hasNext() {
        return cur != null;
    }
}

/**
 * Your BSTIterator object will be instantiated and called as such:
 * BSTIterator obj = new BSTIterator(root);
 * int param_1 = obj.next();
 * boolean param_2 = obj.hasNext();
 */

结果