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0173-二叉搜索树迭代器

https://leetcode.cn/problems/binary-search-tree-iterator

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

中序遍历: 左子树,根节点,右子树 直接将二叉树中序遍历输出到 Queue 中去,然后按照顺序 Dequeue

参考代码

csharp
public class BSTIterator {

	private Queue<int> myQueue = new Queue<int>();

	private void dfs(TreeNode root){
		if(root == null){
			return;
		}
		dfs(root.left);
		myQueue.Enqueue(root.val);
		dfs(root.right);
	}

    public BSTIterator(TreeNode root) {
    	dfs(root);
    }
    
    public int Next() {
    	return myQueue.Dequeue();
    }
    
    public bool HasNext() {
    	return myQueue.Count > 0;
    }
}

思路2:栈模拟【官方】

使用栈模仿dfs遍历,这样不用事先取出所有的值

参考代码

csharp
public class BSTIterator {

	private Stack<TreeNode> stack;
	private TreeNode cur;

    public BSTIterator(TreeNode root) {
    	stack = new Stack<TreeNode>();
    	cur = root;
    }
    
    public int Next() {
    	while(cur != null){
    		stack.Push(cur);
    		cur = cur.left;
    	}

    	cur = stack.Pop(); //左
    	int val = cur.val; //中
    	cur = cur.right;   //右
    	return val;
    }
    
    public bool HasNext() {
    	return stack.Count > 0 || cur != null;
    }
}

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