leetcode 173.二叉搜索树迭代器 Java

题目链接

https://leetcode-cn.com/problems/binary-search-tree-iterator/

描述

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。

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。

示例

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

代码

很容易想到额外空间的解法，申请一个额外的数组或者其他容器，保存遍历的结果，然后移动下标即可，但是不满足题目要求。
官方提供的解法是，受控递归。
申请一个栈空间，把根节点及其所有子节点压栈，用迭代的方式模拟中序遍历，每次调用next时，把当前节点的右节点及其所有左节点压栈，确保弹出顺序符合规定。（不清楚官方题解是否符合复杂度要求）

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

    LinkedList<TreeNode> stack;

    public BSTIterator(TreeNode root) {
        this.stack = new LinkedList<TreeNode>();
        this.leftmostInorder(root);
    }
    
    private void leftmostInorder(TreeNode root) {
        while (root != null) {
            this.stack.push(root);
            root = root.left;
        }
    }

    /** @return the next smallest number */
    public int next() {
        TreeNode top  = this.stack.pop();
        if (top.right != null) {
            this.leftmostInorder(top.right);
        }
        return top.val;
    }
    
    /** @return whether we have a next smallest number */
    public boolean hasNext() {
        return !stack.isEmpty();
    }
}