二叉樹 22 (二叉搜索樹中的搜索 leetcode 700)

思想

二叉樹的核心思想是分治和遞歸塞颁,特點是遍歷方式。
解題方式常見兩類思路:

  1. 遍歷一遍二叉樹尋找答案枚赡;
  2. 通過分治分解問題尋求答案勾徽;

遍歷分為前中后序贺拣,本質上是遍歷二叉樹過程中處理每個節(jié)點的三個特殊時間點:

  1. 前序是在剛剛進入二叉樹節(jié)點時執(zhí)行;
  2. 后序是在將要離開二叉樹節(jié)點時執(zhí)行捂蕴;
  3. 中序是左子樹遍歷完進入右子樹前執(zhí)行譬涡;
# 前序
     1 node
    /      \
 2 left   3 right
中左右
 
# 中序
     2 node
    /      \
 1 left    3 right
左中右
 
# 后序
     3 node
    /      \
 1 left    2 right     
左右中       

多叉樹只有前后序列遍歷,因為只有二叉樹有唯一一次中間節(jié)點的遍歷

題目的關鍵就是找到遍歷過程中的位置啥辨,插入對應代碼邏輯實現場景的目的涡匀。

實例

二叉搜索樹中的搜索 leetcode 700

class TreeNode:
    def __init__(self, val=0, left=None, right=None):
        self.val = val
        self.left = left
        self.right = right

輸入:
(1)TreeNode,一棵樹的根節(jié)點溉知;
(2)int陨瘩,一個整數值

輸出:
TreeNode,判斷輸入的整數值是否存在于二叉搜索樹中级乍,存在則返回對應的子樹節(jié)點舌劳。

舉例:
輸入 root = [4,2,7,1,3], val = 2
返回 [2,1,3]
5 的右節(jié)點 4 小于 5,不滿足條件

       4                         
     /  \                        
    2    7          
   / \               
  1   3       

二叉樹的數據存儲可以使用鏈表玫荣,也可以使用數組甚淡,往往數組更容易表達,根節(jié)點從 index=1 處開始存儲捅厂,浪費 index=0 的位置
left_child = 2 * parent
right_child = 2 * parent + 1
parent = child // 2

二叉搜索樹的檢索要利用 BST 的特性贯卦,每個節(jié)點的左子樹都比當前值小资柔,右子樹都比當前值大,這里要注意的就是剪枝提升效率撵割,當找到對應節(jié)點后不再遍歷比較贿堰,直接返回。

編碼


from typing import Optional


class TreeNode:
    def __init__(self, val=0, left=None, right=None):
        self.val = val
        self.left = left
        self.right = right


def search_in_a_binary_search_tree(root: Optional[TreeNode], val: int) -> Optional[TreeNode]:
    # 全局變量啡彬,記錄目標節(jié)點
    target_node = None

    def traverse(root: Optional[TreeNode]) -> Optional[TreeNode]:
        nonlocal target_node
        # 結束條件羹与,中途找到目標則剪枝返回
        if root is None or target_node is not None:
            return
        if root.val == val:
            target_node = root
            return
        elif root.val > val:
            traverse(root.left)
        else:
            traverse(root.right)

    traverse(root)
    return target_node

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