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实现一个二叉搜索树迭代器类BSTIterator ,表示一个按中序遍历二叉搜索树(BST)的迭代器:
BSTIterator(TreeNode root)初始化BSTIterator类的一个对象。BST 的根节点root会作为构造函数的一部分给出。指针应初始化为一个不存在于 BST 中的数字,且该数字小于 BST 中的任何元素。boolean hasNext()如果向指针右侧遍历存在数字,则返回true;否则返回false。int next()将指针向右移动,然后返回指针处的数字。
注意,指针初始化为一个不存在于 BST 中的数字,所以对 next() 的首次调用将返回 BST 中的最小元素。
你可以假设 next() 调用总是有效的,也就是说,当调用 next() 时,BST 的中序遍历中至少存在一个下一个数字。
示例:
输入
["BSTIterator", "next", "next", "hasNext", "next", "hasNext", "next", "hasNext", "next", "hasNext"]
[[[7, 3, 15, null, null, 9, 20]], [], [], [], [], [], [], [], [], []]
输出
[null, 3, 7, true, 9, true, 15, true, 20, false]
解释
BSTIterator bSTIterator = new BSTIterator([7, 3, 15, null, null, 9, 20]);
bSTIterator.next(); // 返回 3
bSTIterator.next(); // 返回 7
bSTIterator.hasNext(); // 返回 True
bSTIterator.next(); // 返回 9
bSTIterator.hasNext(); // 返回 True
bSTIterator.next(); // 返回 15
bSTIterator.hasNext(); // 返回 True
bSTIterator.next(); // 返回 20
bSTIterator.hasNext(); // 返回 False
提示:
- 树中节点的数目在范围
[1, 10^5]内 0 <= Node.val <= 10^6- 最多调用
10^5次hasNext和next操作
进阶:
- 你可以设计一个满足下述条件的解决方案吗?
next()和hasNext()操作均摊时间复杂度为O(1),并使用O(h)内存。其中h是树的高度。
思路
本题有多种解法。首先想到的就是用一个队列中序遍历所有节点,next()的时候,从队列头部移除元素,hasNext()的时候判断队列是否不为空。
还可以使用yield实现一个迭代器,next()的时候按照中序遍历每次返回一个节点,hasNext()的时候判断迭代器的done值
解题
/**
* Definition for a binary tree node.
* function TreeNode(val, left, right) {
* this.val = (val===undefined ? 0 : val)
* this.left = (left===undefined ? null : left)
* this.right = (right===undefined ? null : right)
* }
*/
/**
* @param {TreeNode} root
*/
var BSTIterator = function (root) {
this.iterator = this._next(root);
this.curr = this.iterator.next();
};
/**
* @return {number}
*/
BSTIterator.prototype.next = function () {
let val = this.curr.value.val;
this.curr = this.iterator.next();
return val;
};
/**
* @return {boolean}
*/
BSTIterator.prototype.hasNext = function () {
return !this.curr.done;
};
BSTIterator.prototype._next = function* (node) {
if (node.left) {
yield* this._next(node.left);
}
yield node;
if (node.right) {
yield* this._next(node.right);
}
};
/**
* Your BSTIterator object will be instantiated and called as such:
* var obj = new BSTIterator(root)
* var param_1 = obj.next()
* var param_2 = obj.hasNext()
*/
进阶
我们观察中序遍历规则,先遍历最左侧节点,然后再父节点,最后是右节点。可以用一个栈存当前节点的左侧节点,next()的时候,取出栈顶元素,并把该节点右节点及其左子树的左节点入栈,hasNext()的时候判断栈是否不为空。
/**
* Definition for a binary tree node.
* function TreeNode(val, left, right) {
* this.val = (val===undefined ? 0 : val)
* this.left = (left===undefined ? null : left)
* this.right = (right===undefined ? null : right)
* }
*/
/**
* @param {TreeNode} root
*/
var BSTIterator = function (root) {
this.stack = [root];
let node = root;
while (node.left) {
this.stack.push(node.left);
node = node.left;
}
};
/**
* @return {number}
*/
BSTIterator.prototype.next = function () {
let node = this.stack.pop();
const val = node.val;
if (node.right) {
this.stack.push(node.right);
node = node.right;
while (node.left) {
this.stack.push(node.left);
node = node.left
}
}
return val;
};
/**
* @return {boolean}
*/
BSTIterator.prototype.hasNext = function () {
return this.stack.length > 0;
};