LeetCode算法题-Minimum Distance Between BST Nodes(Java实现-四种解法)

这是悦乐书的第314次更新,第335篇原创

01 看题和准备

今天介绍的是LeetCode算法题中Easy级别的第183题(顺位题号是783)。给定具有根节点值的二叉搜索树(BST),返回树中任何两个不同节点的值之间的最小差值。示例:

给定的树[4,2,6,1,3,null,null]由下图表示:

      4
    /     2      6
 / \
1   3  

输出:1

说明:请注意,root是TreeNode对象,而不是数组。该树中的任意节点最小差值为1,它发生在节点1和节点2之间,也发生在节点3和节点2之间。

注意

  • BST的大小将在2到100之间。
  • BST始终有效,每个节点的值都是整数,每个节点的值都不同。

本次解题使用的开发工具是eclipse,jdk使用的版本是1.8,环境是win7 64位系统,使用Java语言编写和测试。

02 第一种解法

题目给的树是二叉树,并且是一个二叉搜索树,而其遵循左子树<根节点<右子树的大小关系,借助中序遍历,我们可以得到一组有序的节点值,从小到大排列。

使用一个数组,将中序遍历的节点值依次添加进数组中去,然后遍历数组,比较前后两个节点之间的差值,最后得到最小差值并返回。中间遍历BST节点使用递归完成。

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {

    private List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();

    public int minDiffInBST(TreeNode root) {
        helper(root);
        int min = Integer.MAX_VALUE;
        for (int i=1; i<list.size(); i++) {
            int dif = Math.abs(list.get(i) - list.get(i-1));
            min = Math.min(dif, min);
        }
        return min;
    }

    public void helper(TreeNode root){
        if (root == null) {
            return ;
        }
        helper(root.left);
        list.add(root.val);
        helper(root.right);
    }

}

03 第二种解法

针对第一种思路,我们也可以使用迭代的方法来解。使用栈来对BST进行遍历,依旧使用中序遍历,先找到BST中左子树里面的最底层左节点,然后再处理右节点。遍历完节点且将节点值添加进数组中后,对数组中的相邻元素求差值,依次比较得到最小差值返回即可。

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {

    public int minDiffInBST(TreeNode root) {
        List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
        Stack<TreeNode> stack = new Stack<TreeNode>();
        while (!stack.isEmpty() || root != null) {
            while (root != null) {
                stack.push(root);
                root = root.left;
            }
            if (!stack.isEmpty()) {
                root = stack.pop();
                list.add(root.val);
                root = root.right;
            }
        }
        int min = Integer.MAX_VALUE;
        for (int i=1; i<list.size(); i++) {
            int dif = Math.abs(list.get(i) - list.get(i-1));
            min = Math.min(dif, min);
        }
        return min;
    }
}

04 第三种解法

我们也可以不使用数组,使用一个变量来存储当前节点的前一个节点值即可,在处理当前节点时就可以直接计算两节点的差值,依旧使用中序遍历,此解法使用递归。

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {

    private Integer prev = null;
    private int min = Integer.MAX_VALUE;

    public int minDiffInBST(TreeNode root) {
        helper(root);
        return min;
    }

    public void helper (TreeNode root) {
        if (root == null) {
            return ;
        }
        helper(root.left);
        if (prev != null) {
            min = Math.min(min, root.val-prev);
        }
        prev = root.val;
        helper(root.right);
    }
}

05 第四种解法

针对第三种解法,同样可以使用迭代的方式,依旧使用栈,和第二种解法里用栈的方式一样。

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {

    public int minDiffInBST(TreeNode root) {
        Integer prev = null;
        int min = Integer.MAX_VALUE;
        Stack<TreeNode> stack = new Stack<TreeNode>();
        while (!stack.isEmpty() || root != null) {
            while (root != null) {
                stack.push(root);
                root = root.left;
            }
            if (!stack.isEmpty()) {
                root = stack.pop();
                if (prev != null) {
                    min = Math.min(min, root.val - prev);
                }
                prev = root.val;
                root = root.right;
            }
        }
        return min;
    }
}

06 小结

算法专题目前已日更超过五个月,算法题文章183+篇,公众号对话框回复【数据结构与算法】、【算法】、【数据结构】中的任一关键词,获取系列文章合集。

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原文地址:https://www.cnblogs.com/xiaochuan94/p/10754349.html

时间: 2024-10-29 05:36:03

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