[Leetcode] 173. Binary Search Tree Iterator 解题报告

最新推荐文章于 2020-09-24 22:58:54 发布

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#Leetcode #解题报告 #Tree #Stack #Design

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本文介绍了一种二叉搜索树（BST）迭代器的设计与实现，该迭代器可以在平均O(1)的时间复杂度内返回BST中的下一个最小值，并使用O(h)的空间复杂度，其中h为树的高度。通过维护一个栈来跟踪节点，确保了高效的遍历。

题目：

Implement an iterator over a binary search tree (BST). Your iterator will be initialized with the root node of a BST.

Calling next() will return the next smallest number in the BST.

Note: next() and hasNext() should run in average O(1) time and uses O(h) memory, where h is the height of the tree.

思路：

其实这道题目本质上就是BST的先序遍历问题。我们需要维护一个栈，栈顶元素就是当前迭代器所处的位置。每次出栈一个元素后，我们需要将栈顶元素的右孩子的所有左孩子依次加入栈中。算法的平均时间复杂度是O(1)，空间复杂度是O(h)，其中h是树的高度。

代码：

/**
 * Definition for binary tree
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
 * };
 */
class BSTIterator {
public:
    BSTIterator(TreeNode *root) {
        TreeNode* node = root;
        while (node != NULL) {
            st.push(node);
            node = node->left;
        }
    }

    /** @return whether we have a next smallest number */
    bool hasNext() {
        return !st.empty();
    }

    /** @return the next smallest number */
    int next() {
        TreeNode *node = st.top();
        st.pop();
        int ret = node->val;
        node = node->right;
        while (node != NULL) {
            st.push(node);
            node = node->left;
        }
        return ret;
    }
private:
    stack<TreeNode*> st;
};

/**
 * Your BSTIterator will be called like this:
 * BSTIterator i = BSTIterator(root);
 * while (i.hasNext()) cout << i.next();
 */