代码随想录算法训练营第二十天 | LeetCode 530. 二叉搜索树的最小绝对差、501. 二叉搜索树中的众数、236. 二叉树的最近公共祖先

简介: 代码随想录算法训练营第二十天 | LeetCode 530. 二叉搜索树的最小绝对差、501. 二叉搜索树中的众数、236. 二叉树的最近公共祖先

1. LeetCode 530. 二叉搜索树的最小绝对差

1.1 思路

  1. 因为是二叉搜索树,按照中序遍历是一个有序序列,此时相邻的两个节点的值就是最小绝对差
  2. 我们用双指针,一个指向前面pre一个紧跟后面root,用result记录root.val-pre.val的差的最小值。result和pre记录为全局变量
  3. 递归函数的参数和返回值:返回值为void,参数就是节点
  4. 终止条件:遇到空了就返回return
  5. 单层递归的逻辑:因为我们用中序遍历,左中右。就先向左遍历:travelsal(root.left)。然后是中,比较两节点的差值和result,让result记录最小值,因为最开始pre初始化为空,因此要判断pre是否为空,不为空就执行result=Math.min(result, root.val-pre.val),就是当前节点-上一个节点的差。然后pre=root,这里为什么pre是指向前一个节点呢?因为最开始pre是null,不执行比较数值的逻辑,那么pre更新为root,然后进入递归函数,root更新,此时就是一前一后了。然后是向右遍历:travelsal(root.right)

1.2 代码

//
class Solution {
    TreeNode pre;// 记录上一个遍历的结点
    int result = Integer.MAX_VALUE;
    public int getMinimumDifference(TreeNode root) {
       if(root==null)return 0;
       traversal(root);
       return result;
    }
    public void traversal(TreeNode root){
        if(root==null)return;
        //左
        traversal(root.left);
        //中
        if(pre!=null){
            result = Math.min(result,root.val-pre.val);
        }
        pre = root;
        //右
        traversal(root.right);
    }
}

2. LeetCode 501. 二叉搜索树中的众数

2.1 思路

  1. 因为是二叉搜索树,按照中序遍历是一个有序序列,就用中序遍历
  2. 我们要先记录下最高频率maxCount,然后再遍历一遍二叉树,这样是遍历两次二叉树,其实可以不用这样。
  3. 我们依旧是用双指针的方式,root和pre,如果cur和pre相等的情况就count++,默认count=1,当cur和pre不相等了就count重新归一,那如果收获结果集呢?如果count和maxCount相等就加入到结果集result,那如果之前没遍历过二叉树怎么知道maxCount呢?这里设计一个代码技巧。
  4. 定义全局变量前一个节点pre,当前频率count,最高频率maxCount,结果集result。
  5. 递归函数的返回值和参数:返回值void,因为结果是放入到全局变量result,参数就是当前节点root
  6. 终止条件:如果root==null就返回return
  7. 单层递归逻辑:中序遍历,“左中右”,先向左遍历,函数(root.left)
  8. “中”的逻辑就是如果pre==null,那么count=1,此时pre还没指向节点,root是第一个节点。当pre不再指向空时,那当root.val==pre.val时就count++,否则就是pre和root的值不相等,count就重新归一,pre=root,让pre跟在root后面。统计出来后如果count==maxCount就把当前数值放入result结果集中。这里可能疑惑maxCount还没赋值吧?后面说。如果count>maxCount,就更新maxCount的值为count,那由于上面的逻辑是count==maxCount就把元素放入结果集里了,那说明之前放入结果集里的都不是我们想要的最高频率的结果,那就把result结果集清空,再把当前root.val的结果放入result中,此时这个才是我们最高频率的元素
  9. 右的逻辑就是,函数(root.right)。以上就是中序遍历的顺序

2.2 代码

//
class Solution {
    ArrayList<Integer> resList;
    int maxCount;
    int count;
    TreeNode pre;
    public int[] findMode(TreeNode root) {
        resList = new ArrayList<>();
        maxCount = 0;
        count = 0;
        pre = null;
        findMode1(root);
        int[] res = new int[resList.size()];
        for (int i = 0; i < resList.size(); i++) {
            res[i] = resList.get(i);
        }
        return res;
    }
    public void findMode1(TreeNode root) {
        if (root == null) {
            return;
        }
        findMode1(root.left);
        int rootValue = root.val;
        // 计数
        if (pre == null || rootValue != pre.val) {
            count = 1;
        } else {
            count++;
        }
        // 更新结果以及maxCount
        if (count > maxCount) {
            resList.clear();
            resList.add(rootValue);
            maxCount = count;
        } else if (count == maxCount) {
            resList.add(rootValue);
        }
        pre = root;
        findMode1(root.right);
    }
}

3. LeetCode 236. 二叉树的最近公共祖先

3.1 思路

  1. 找到p和q以后,然后往上去遍历,汇聚到一个节点,那这个节点就是最近公共祖先,其实二叉树没办法从下往上去遍历,但可以从下往上处理。按照二叉树递归的逻辑,有递归就有回溯,回溯就是从下往上处理的过程,这样可以判断某个节点左子树有没有出现过p或者q,右子树有没有出现过q或者p,想在回溯达到这个效果就要用后序,左右中
  2. 向左遍历就是找有没有出现过p或者q,向右遍历就是找有没有出现过p或者q,然后中就判断左右是否不为空,如果都不为空就证明这个“中”就是最近公共祖先。这里是情况1,左右子树有p和q,情况2是“中”就是p或者q,但情况1是把情况2包含了
  3. 递归函数的参数和返回值:返回值TreeNode,参数就是root,p,q
  4. 终止条件:如果root为空就返回null;如果root==p或者root==q就返回root,这就是发现了目标值了
  5. 单层递归的逻辑:左右中,先左,left=travelsal(root.left, p, q),再右,right=travelsal(root.right, p, q),然后是中,如果左右都不为空,此时root就是最近公共祖先,就return root,一直返回给根节点;如果left==null&&right!=null,就return right;如果left!=null&&right==null,就return left;如果左右都为空就返回null
  6. 为什么包含了情况2?假设q就是公共祖先,因为在终止条件中,如果root==q就把q返回了,下面就不去遍历了,就一直把q返回给到根节点了。那如果p不是q的子孙呢?这就是情况1了,那p就在根节点的另一边,另一边一直返回返回给到根节点,那么根节点就是最近公共祖先。这里不懂看视频16分钟开始

3.2 代码

//
class Solution {
    public TreeNode lowestCommonAncestor(TreeNode root, TreeNode p, TreeNode q) {
        if (root == null || root == p || root == q) { // 递归结束条件
            return root;
        }
        // 后序遍历
        TreeNode left = lowestCommonAncestor(root.left, p, q);
        TreeNode right = lowestCommonAncestor(root.right, p, q);
        if(left == null && right == null) { // 若未找到节点 p 或 q
            return null;
        }else if(left == null && right != null) { // 若找到一个节点
            return right;
        }else if(left != null && right == null) { // 若找到一个节点
            return left;
        }else { // 若找到两个节点
            return root;
        }
    }
}
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