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Recover Binary Search Tree


1.什么是Binary Search Tree?


可以看下这篇文章: ​​《Binary Search Tree 二叉搜索树 C++》​​ 。二叉搜索树的左节点比根节点要小,右节点比根节点要大。这样利于搜索。

一个典型的二叉搜索树如下:

Recover Binary Search Tree_二叉搜索树


2.Recover Binary Search Tree 这题目是什么意思?


Two elements of a binary search tree (BST) are swapped by mistake.

Recover the tree without changing its structure.

Note:

A solution using O(n) space is pretty straight forward. Could you devise a constant space solution?

大致意思是说两个节点的位置调换错了,比如上面的二叉搜索树,2跟5错误调换后变成了下面的样子:

Recover Binary Search Tree_c代码_02

根据二叉搜索树的定义,这样就是非法的二叉搜索树了。


3.如何遍历二叉搜索树


先不管上面题目的解法,二叉搜索树的遍历大致有四种方式。分别是:先序遍历、中序遍历、后序遍历、广度优先遍历。还分递归和非递归方式,我们这里先考虑递归的方式,比较简单。去维基百科摘了一段:


3.1先序遍历


指先访问根,然后访问孩子的遍历方式,其C代码如下:

void XXBL(tree* root){
//Do Something with root
if(root->lchild!=NULL)
XXBL(root->lchild);
if(root->rchild!=NULL)
XXBL(root->rchild);

}



3.2中序遍历


指先访问左(右)孩子,然后访问根,最后访问右(左)孩子的遍历方式,其C代码如下

void ZXBL(tree* root){

if(root->lchild!=NULL)
ZXBL(root->lchild);
//Do Something with root
if(root->rchild!=NULL)
ZXBL(root->rchild);

}



3.3后序遍历


指先访问孩子,然后访问根的遍历方式,其C代码如下

void HXBL(tree* root){

if(root->lchild!=NULL)
HXBL(root->lchild);
if(root->rchild!=NULL)
HXBL(root->rchild);
//Do Something with root

}



代码看起来好像这三种方式都一样,是不一样的!以下面这颗树为例。

我们分别打印出遍历时的值:

Recover Binary Search Tree_二叉搜索树


先序遍历:


Recover Binary Search Tree_c代码_04


中序遍历:


Recover Binary Search Tree_c代码_05


后序遍历:


Recover Binary Search Tree_c代码_06


因为二叉搜索树的特点,导致了中序遍历的时候,会是一个递增的效果。

所以我们这道题目的Key就是用中序遍历,就变成了 一个递增的数组中,有两个值调换。1,2,3,4,5,6,7   变成 1,5,3,4,2,6,7。 来复原的问题。


4. 题解


例子:1,5,3,4,2,6,7

大致策略如下:

1.每次我们记录下前一个元素,如果当前节点的值比前一个值要小,说明我们就找到了第一个错误节点的位置。我们的例子中就是3比5小,5就是第一个错误的节点。

2.然后继续往下搜索,第一个比“第一个错误节点”要大的节点的前节点就是第二个错误的节点。我们的例子中6比5大,所以2就是第二错误的节点。


代码如下:

/**
* Definition for binary tree
* struct TreeNode {
* int val;
* TreeNode *left;
* TreeNode *right;
* TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
* };
*/
class Solution {
public:
TreeNode* preNode = NULL;
TreeNode* firstWrongNode = NULL;
TreeNode* secondWrongNode = NULL;

void ZXBL(TreeNode* root){
if(root->left != NULL){
ZXBL(root->left);
}
//找到第一个错误节点
if(preNode != NULL && firstWrongNode == NULL && preNode->val > root->val){
firstWrongNode = preNode;
}
//找到第二个错误节点
if(firstWrongNode != NULL && secondWrongNode == NULL && root->val > firstWrongNode->val){
secondWrongNode = preNode;
}
//都找就退出
if(firstWrongNode != NULL && secondWrongNode != NULL){
return;
}
//每次都把上一个节点记录下来
preNode = root;

if(root->right != NULL){
ZXBL(root->right);
}

}

void recoverTree(TreeNode *root) {
ZXBL(root);
//树只有两个节点时,要这样考虑
if(secondWrongNode == NULL){
secondWrongNode = preNode;
}
//调换两个错误节点的值,就复原了二叉搜索树
swap(firstWrongNode->val, secondWrongNode->val);
}
};



​​Recover Binary Search Tree​​

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