86. Binary Search Tree Iterator-二叉查找树迭代器（非递归的二叉树中序遍历）

2023年7月18日 645次阅读 来源: 二叉查找树

Description

设计实现一个带有下列属性的二叉查找树的迭代器：

  • 元素按照递增的顺序被访问（比如中序遍历）
  • next()和hasNext()的询问操作要求均摊时间复杂度是O(1)

样例

对于下列二叉查找树，使用迭代器进行中序遍历的结果为 [1, 6, 10, 11, 12]

   10
 /    \
1      11
 \       \
  6       12

挑战 

额外空间复杂度是O(h)，其中h是这棵树的高度

Super Star：使用O(1)的额外空间复杂度

Solution

算法思路：

    这是一个非常通用的利用 stack 进行 Binary Tree Iterator 的写法。该 Iterator 算法即 non-recursion 的 inorder traversal，不仅仅适用于 BST，任何 Binary Tree 都可以。

  • stack 中保存一路走到当前节点的路径中所有的节点。
  • stack.peek() 一直指向 iterator 指向的当前节点。
  • hasNext() 只需要判断 stack 是否为空。
  • next() 只需要返回 stack.peek() 的值，并将 iterator 挪到下一个点，对 stack 进行相应的变化。

    挪到下一个点的算法如下：

  1. 如果当前点存在右子树，那么就是右子树中“一路向西”最左边的那个点。
  2. 如果当前点不存在右子树，则是走到当前点的路径中，第一个左拐的点。
/**
 * Definition of TreeNode:
 * public class TreeNode {
 *     public int val;
 *     public TreeNode left, right;
 *     public TreeNode(int val) {
 *         this.val = val;
 *         this.left = this.right = null;
 *     }
 * }
 * Example of iterate a tree:
 * BSTIterator iterator = new BSTIterator(root);
 * while (iterator.hasNext()) {
 *    TreeNode node = iterator.next();
 *    do something for node
 * } 
 */


public class BSTIterator {
    private Stack<TreeNode> stack = new Stack<>();
    /*
    * @param root: The root of binary tree.
    */public BSTIterator(TreeNode root) {
        // do intialization if necessary
        //一直往左边走，找到最左边的节点，并将路径上的点都入栈
        while (root != null) {
            stack.push(root);
            root = root.left;
        }
    }

    /*
     * @return: True if there has next node, or false
     */
    public boolean hasNext() {
        // write your code here
        return !stack.isEmpty();
    }

    /*
     * @return: return next node
     */
    public TreeNode next() {
        // write your code here
        TreeNode curt = stack.peek();
        TreeNode node = curt;
        
        //调整栈的结构，找到下一个点
        //2. 如果当前点不存在右子树，则是走到当前点的路径中，第一个左拐的点
        //就是原路返回（stack.pop()），找到第一个左拐的点
        //相当于左子树遍历完了，该遍历中间和右边了
        if (node.right == null) {
            node = stack.pop();
            while (!stack.isEmpty() && stack.peek().right == node) {
                node = stack.pop();
            }
        } else {
            //1. 如果当前点存在右子树，那么就是右子树中“一路向左”最左边的那个点
            //就是先向右走一步，然后一直向左走到头的那个点
            node = node.right;
            while (node != null) {
                stack.push(node);
                node = node.left;
            }
        }
        return curt;
    }
}
    原文作者：二叉查找树
    原文地址: https://blog.csdn.net/lighthear/article/details/80033612
    本文转自网络文章，转载此文章仅为分享知识，如有侵权，请联系博主进行删除。
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