验证二叉搜索树

本文探讨了如何判断一个二叉树是否为有效的二叉搜索树,提出了两种方法:一是利用中序遍历并检查元素是否递增;二是优化后的中序遍历,通过比较当前节点值与上一节点值来提高效率。

题目描述:

给定一个二叉树,判断其是否是一个有效的二叉搜索树。
假设一个二叉搜索树具有如下特征:

  • 节点的左子树只包含小于当前节点的数。
  • 节点的右子树只包含大于当前节点的数。
  • 所有左子树和右子树自身必须也是二叉搜索树。

样例:

在这里插入图片描述
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分析:

首先想到的方法是中序遍历,因为二叉搜索树中序遍历的结果是递增的。
下面这种方法是把元素添加到容器中,效率低。

//执行用时 : 4 ms, 在Validate Binary Search Tree的Java提交中击败了38.37% 的用户
//内存消耗 : 36.1 MB, 在Validate Binary Search Tree的Java提交中击败了95.85% 的用户
	public boolean isValidBST1(TreeNode root) {
        if(root==null)
        	return true;
        return inorder(root,new ArrayList<>());
    }
    public boolean inorder(TreeNode root,List<Integer> list) {
		if(root==null)
			return true;
		boolean left=inorder(root.left,list);
		list.add(root.val);
		if(list.size()>1) {
			if(list.get(list.size()-1)<list.get(list.size()-2))
				return false;
		}
		boolean right=inorder(root.right,list);
		return left&&right;
	}

第二种方法去除容器,通过设置标志位,每次存储遍历的当前最大值,效率得到提升。

//执行用时 : 1 ms, 在Validate Binary Search Tree的Java提交中击败了97.24% 的用户
//内存消耗 : 37 MB, 在Validate Binary Search Tree的Java提交中击败了88.72% 的用户
    double cur=-Double.MAX_VALUE; //开始设置为Double.MinValue当节点值为0时会出错。
	boolean flag=true;
	public boolean inorder(TreeNode root) {
		if(flag==false)
			return false;
		if(root==null)
			return true;
		boolean left=inorder(root.left);
		if(cur<root.val)
			cur=root.val;
		else {
			flag=false;
			return false;
		}
		boolean right=inorder(root.right);
		return left&&right;
	}
    public boolean isValidBST(TreeNode root) {
        if(root==null)
        	return true;
        return inorder(root);
    }
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