品牌网站设计,徐州网站制作,网站如何推广,软件平台搭建包括哪几个方面538. 把二叉搜索树转换为累加树 文章目录 [538. 把二叉搜索树转换为累加树](https://leetcode.cn/problems/convert-bst-to-greater-tree/)一、题目二、题解方法一#xff1a;递归#xff08;中序遍历与节点更新#xff09;方法二#xff1a;反向中序遍历与累加更新#x…538. 把二叉搜索树转换为累加树 文章目录 [538. 把二叉搜索树转换为累加树](https://leetcode.cn/problems/convert-bst-to-greater-tree/)一、题目二、题解方法一递归中序遍历与节点更新方法二反向中序遍历与累加更新更简洁的解法方法三迭代反向中序遍历 一、题目
给出二叉 搜索 树的根节点该树的节点值各不相同请你将其转换为累加树Greater Sum Tree使每个节点 node 的新值等于原树中大于或等于 node.val 的值之和。
提醒一下二叉搜索树满足下列约束条件
节点的左子树仅包含键 小于 节点键的节点。节点的右子树仅包含键 大于 节点键的节点。左右子树也必须是二叉搜索树。
示例 1 输入[4,1,6,0,2,5,7,null,null,null,3,null,null,null,8]
输出[30,36,21,36,35,26,15,null,null,null,33,null,null,null,8]示例 2
输入root [0,null,1]
输出[1,null,1]示例 3
输入root [1,0,2]
输出[3,3,2]示例 4
输入root [3,2,4,1]
输出[7,9,4,10]提示
树中的节点数介于 0 和 104 之间。每个节点的值介于 -104 和 104 之间。树中的所有值 互不相同 。给定的树为二叉搜索树。
二、题解
方法一递归中序遍历与节点更新
针对这个问题我们可以考虑通过中序遍历来获取有序的节点值然后从大到小更新节点的值以满足累加树的要求。
算法思路 创建一个空的向量 array 用于存储中序遍历得到的有序节点值。 执行中序遍历函数 traversal_vec(root, array)该函数会将二叉搜索树的节点值按照从小到大的顺序存储在 array 中。 从 array 的倒数第二个元素开始将每个元素与其后一个元素相加以便得到累加和。这一步保证了在累加树中每个节点的值等于原树中大于或等于该节点值的所有节点值之和。 执行函数 traversal_res(root, array)该函数会将更新后的累加和值赋给二叉搜索树的每个节点。 返回更新后的二叉搜索树。
具体实现
以下是对每个步骤的详细实现
class Solution {
public:int i 0;// 中序遍历获取有序节点值并存储在array中void traversal_vec(TreeNode *root, vectorint array){if(root nullptr) return;traversal_vec(root-left, array);array.push_back(root-val);traversal_vec(root-right, array);}// 更新节点值为累加和void traversal_res(TreeNode *root, vectorint array){if(root nullptr) return;traversal_res(root-left, array);root-val array[i];traversal_res(root-right, array);}TreeNode* convertBST(TreeNode* root) {if(root nullptr) return nullptr;vectorint array;// 获取有序节点值traversal_vec(root, array);// 计算累加和for(int j array.size() - 2; j 0; j--){array[j] array[j1];}// 更新节点值为累加和traversal_res(root, array);return root;}
};或者将i作为参数传入traversal_res()也行
class Solution {
public:void traversal_vec(TreeNode *root, vectorint array) {if (root nullptr) return;traversal_vec(root-left, array);array.push_back(root-val);traversal_vec(root-right, array);}int traversal_res(TreeNode *root, int i, const vectorint array) {if (root nullptr) return i;i traversal_res(root-left, i, array);root-val array[i];i;i traversal_res(root-right, i, array);return i;}TreeNode* convertBST(TreeNode* root) {if (root nullptr) return nullptr;vectorint array;traversal_vec(root, array);for (int j array.size() - 2; j 0; j--) {array[j] array[j 1];}traversal_res(root, 0, array);return root;}
};
算法分析 时间复杂度算法的时间复杂度主要由两个部分构成中序遍历和更新节点值。中序遍历需要访问每个节点一次而更新节点值也需要访问每个节点一次。因此算法的时间复杂度为 O(N)其中 N 是节点的数量。 空间复杂度算法的空间复杂度主要由中序遍历时存储节点值的数组 array 所占用的空间。在最坏的情况下数组的大小为 N因此空间复杂度为 O(N)。除此之外递归调用栈也会占用一些空间但是在二叉搜索树的情况下递归调用栈的最大深度不会超过树的高度因此额外空间的使用不会超过 O(log N)。
方法二反向中序遍历与累加更新更简洁的解法
算法思路
这个算法采用了一种不同的方法来实现二叉搜索树到累加树的转换。通过反向中序遍历从右子树到左子树我们可以更方便地得到大于当前节点值的节点值之和然后直接更新节点值从而获得累加树。
具体实现
class Solution {
public:// 反向中序遍历并更新节点值void convertBSTHelper(TreeNode* root, int sum) {if(root nullptr) return;convertBSTHelper(root-right, sum); // 先处理右子树sum root-val; // 更新累加和root-val sum; // 更新节点值convertBSTHelper(root-left, sum); // 处理左子树}TreeNode* convertBST(TreeNode* root) {if(root nullptr) return nullptr;int sum 0;convertBSTHelper(root, sum);return root;}
};算法分析
时间复杂度算法的时间复杂度主要由中序遍历和更新节点值组成。每个节点都会被访问一次且只访问一次因此时间复杂度为 O(N)其中 N 是节点的数量。空间复杂度算法的空间复杂度由递归调用栈所占用的空间决定。在二叉搜索树的情况下递归调用栈的最大深度不会超过树的高度因此额外空间的使用不会超过 O(log N)。
方法三迭代反向中序遍历
算法思路
这个算法采用了反向中序遍历的方式通过栈来实现来构建累加树。遍历的过程中我们从最大值开始逐步向较小值移动同时将大于等于当前节点值的所有节点值累加起来然后将该累加值赋予当前节点最终构建出累加树。
具体实现
class Solution {
private:int previousValue; // 记录前一个节点的值// 反向中序遍历并更新节点值void reverseInorderTraversal(TreeNode* root) {stackTreeNode* nodeStack;TreeNode* current root;while (current ! nullptr || !nodeStack.empty()) {if (current ! nullptr) {nodeStack.push(current);current current-right; // 右子树} else {current nodeStack.top(); // 弹出栈顶节点nodeStack.pop();// 更新节点值current-val previousValue;previousValue current-val;current current-left; // 左子树}}}public:TreeNode* convertBST(TreeNode* root) {previousValue 0; // 初始化前一个节点的值reverseInorderTraversal(root); // 反向中序遍历更新节点值return root;}
};算法分析 时间复杂度算法的时间复杂度主要由反向中序遍历过程构成。每个节点会被访问一次且只访问一次因此时间复杂度为 O(N)其中 N 是节点的数量。 空间复杂度算法的空间复杂度由栈所占用的空间决定。在最坏情况下栈的大小可能达到树的高度即 O(log N)。
