代码随想录算法训练营第21天|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

JAVA代码编写

530.二叉搜索树的最小绝对差

给你一个二叉搜索树的根节点 root ,返回 树中任意两不同节点值之间的最小差值

差值是一个正数,其数值等于两值之差的绝对值。

示例 1:

img

输入:root = [4,2,6,1,3]
输出:1

示例 2:

img

输入:root = [1,0,48,null,null,12,49]
输出:1

提示:

  • 树中节点的数目范围是 [2, 104]
  • 0 <= Node.val <= 105

**注意:**本题与 783 https://leetcode-cn.com/problems/minimum-distance-between-bst-nodes/ 相同

教程:https://programmercarl.com/0530.%E4%BA%8C%E5%8F%89%E6%90%9C%E7%B4%A2%E6%A0%91%E7%9A%84%E6%9C%80%E5%B0%8F%E7%BB%9D%E5%AF%B9%E5%B7%AE.html

视频:https://www.bilibili.com/video/BV1DD4y11779/

方法一:递归

思路

复杂度分析

  • 时间复杂度: O(n),其中n是二叉树中节点的数量

  • 空间复杂度:O(n)

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);}
}

501. 二叉搜索树中的众数

给你一个含重复值的二叉搜索树(BST)的根节点 root ,找出并返回 BST 中的所有 众数(即,出现频率最高的元素)。

如果树中有不止一个众数,可以按 任意顺序 返回。

假定 BST 满足如下定义:

  • 结点左子树中所含节点的值 小于等于 当前节点的值
  • 结点右子树中所含节点的值 大于等于 当前节点的值
  • 左子树和右子树都是二叉搜索树

示例 1:

img

输入:root = [1,null,2,2]
输出:[2]

示例 2:

输入:root = [0]
输出:[0]

提示:

  • 树中节点的数目在范围 [1, 104]
  • -105 <= Node.val <= 105

**进阶:**你可以不使用额外的空间吗?(假设由递归产生的隐式调用栈的开销不被计算在内)

教程:https://programmercarl.com/0501.%E4%BA%8C%E5%8F%89%E6%90%9C%E7%B4%A2%E6%A0%91%E4%B8%AD%E7%9A%84%E4%BC%97%E6%95%B0.html

视频:https://www.bilibili.com/video/BV1fD4y117gp/

方法一:递归

思路:中序遍历-不使用额外空间,利用二叉搜索树特性

复杂度分析

  • 时间复杂度: O(n),其中n是二叉树中节点的数量

  • 空间复杂度:O(n)

import java.util.ArrayList;class TreeNode {int val;TreeNode left;TreeNode right;TreeNode() {}TreeNode(int val) { this.val = val; }TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {this.val = val;this.left = left;this.right = right;}
}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maxCountif (count > maxCount) {resList.clear();resList.add(rootValue);maxCount = count;} else if (count == maxCount) {resList.add(rootValue);}pre = root;findMode1(root.right);}
}

236. 二叉树的最近公共祖先

给定一个二叉树, 找到该树中两个指定节点的最近公共祖先。

百度百科中最近公共祖先的定义为:“对于有根树 T 的两个节点 p、q,最近公共祖先表示为一个节点 x,满足 x 是 p、q 的祖先且 x 的深度尽可能大(一个节点也可以是它自己的祖先)。”

示例 1:

img

输入:root = [3,5,1,6,2,0,8,null,null,7,4], p = 5, q = 1
输出:3
解释:节点 5 和节点 1 的最近公共祖先是节点 3 。

示例 2:

img

输入:root = [3,5,1,6,2,0,8,null,null,7,4], p = 5, q = 4
输出:5
解释:节点 5 和节点 4 的最近公共祖先是节点 5 。因为根据定义最近公共祖先节点可以为节点本身。

示例 3:

输入:root = [1,2], p = 1, q = 2
输出:1

提示:

  • 树中节点数目在范围 [2, 105] 内。
  • -109 <= Node.val <= 109
  • 所有 Node.val 互不相同
  • p != q
  • pq 均存在于给定的二叉树中。

教程:https://programmercarl.com/0236.%E4%BA%8C%E5%8F%89%E6%A0%91%E7%9A%84%E6%9C%80%E8%BF%91%E5%85%AC%E5%85%B1%E7%A5%96%E5%85%88.html

视频:https://www.bilibili.com/video/BV1jd4y1B7E2

方法一:递归

思路自底向上查找就好了。后序遍历(左右中)就是天然的回溯过程,可以根据左右子树的返回值,来处理中节点的逻辑。

复杂度分析

  • 时间复杂度: O(n),其中n是二叉树中节点的个数

  • 空间复杂度: O(n)

class TreeNode {int val;TreeNode left;TreeNode right;TreeNode() {}TreeNode(int val) { this.val = val; }TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {this.val = val;this.left = left;this.right = right;}
}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 qreturn 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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