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LeetCode 98. 验证二叉搜索树

荷一居茶生活 2022-01-27 阅读 59

98. 验证二叉搜索树

给你一个二叉树的根节点 root ,判断其是否是一个有效的二叉搜索树。

有效 二叉搜索树定义如下:

  • 节点的左子树只包含 小于 当前节点的数。
  • 节点的右子树只包含 大于 当前节点的数。
  • 所有左子树和右子树自身必须也是二叉搜索树。

示例 1:

img

输入:root = [2,1,3]
输出:true

示例 2:

img

输入:root = [5,1,4,null,null,3,6]
输出:false
解释:根节点的值是 5 ,但是右子节点的值是 4 。

提示:

  • 树中节点数目范围在[1, 104]
  • -231 <= Node.val <= 231 - 1

二、方法一

递归利用二叉搜索树的性质进行判断

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public 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 boolean isValidBST(TreeNode root) {
        return isValidBST(root, Long.MIN_VALUE, Long.MAX_VALUE);
    }

    public boolean isValidBST(TreeNode root, long low, long uper) {
        if (root == null) {
            return true;
        }
        if (root.val <= low || root.val >= uper) {
            return false;
        }
        return isValidBST(root.left, low, root.val) && isValidBST(root.right, root.val,uper);
    }
}

复杂度分析

  • 时间复杂度 : O(n),其中 n 为二叉树的节点个数。在递归调用的时候二叉树的每个节点最多被访问一次,因此时间复杂度为 O(n)。

  • 空间复杂度 : O(n),其中 n 为二叉树的节点个数。递归函数在递归过程中需要为每一层递归函数分配栈空间,所以这里需要额外的空间且该空间取决于递归的深度,即二叉树的高度。最坏情况下二叉树为一条链,树的高度为 n ,递归最深达到 n 层,故最坏情况下空间复杂度为 O(n)。

三、方法二

中序遍历,如果是二叉搜索树,中序遍历就是递增的

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public 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 boolean isValidBST(TreeNode root) {
        if (root == null) {
            return true;
        }
        double temp = -Double.MAX_VALUE;
        Deque<TreeNode> stack = new ArrayDeque<>();
        while (!stack.isEmpty() || root != null) {
            while (root != null) {
                stack.push(root);
                root = root.left;
            }
            root = stack.poll();
            if (root.val <= temp) {
                return false;
            }
            temp = root.val;
            root = root.right;
        }
        return true;
    }
}

复杂度分析

  • 时间复杂度 : O(n),其中 n 为二叉树的节点个数。二叉树的每个节点最多被访问一次,因此时间复杂度为 O(n)。

  • 空间复杂度 : O(n),其中 nn 为二叉树的节点个数。栈最多存储 n 个节点,因此需要额外的 O(n)的空间。

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