《leetCode》：Binary Search Tree Iterator

最新推荐文章于 2025-09-06 17:22:57 发布

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本文介绍了一种在二叉搜索树中实现迭代器的方法，该迭代器可以在平均O(1)的时间复杂度内返回树中的下一个最小元素，并使用O(h)的空间复杂度，其中h是树的高度。

Binary Search Tree Iterator

题目如下：

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.

思路一：空间复杂度为O(N)

思路：由BST的特点可得根据中序遍历得到的节点集就是有序的。因此，借用一个容器将中序遍历的结果保存即可。

实现代码如下：

public class BSTIterator {

    private List<TreeNode> list = new ArrayList<TreeNode> ();
    private int totalNodeNum;
    private int num;
    public BSTIterator(TreeNode root) {
        saveNodeToList(root);
        totalNodeNum = list.size();
        num = 0;
    }

    private void saveNodeToList(TreeNode root) {
        if(root==null){
            return ;
        }
        if(root.left!=null){
            saveNodeToList(root.left);
        }
        list.add(root);
        if(root.right!=null){
            saveNodeToList(root.right);
        }
    }

    /** @return whether we have a next smallest number */
    public boolean hasNext() {
        return (num<totalNodeNum);
    }

    /** @return the next smallest number */
    public int next() {
        int val = list.get(num).val;
        num ++;
        return val;
    }
}

测试结果AC了。

但是，此种方法hasNext和next的时间复杂度为O(1),但是空间复杂度为O(N),其中N为树的节点个数，不符合题意。
虽然AC 了，但我们还需要继续思考其它更好的方法。

思路二

借用Stack来进行存储树节点。空间复杂度为O(h);

实现代码如下：

public class BSTIterator {

    private Stack<TreeNode> s;
    public BSTIterator(TreeNode root) {
        s =new Stack<TreeNode> ();
        pushLeft(root);
    }

    private void pushLeft(TreeNode root) {
        while(root!=null){
            s.push(root);
            root = root.left;
        }
    }


    /** @return whether we have a next smallest number */
    public boolean hasNext() {
        return !s.isEmpty();
    }

    /** @return the next smallest number */
    public int next() {
        TreeNode t = s.pop();
        pushLeft(t.right);
        return t.val;
    }
}