力扣第530与783题 c++(暴力,加双指针优化) 附迭代版本

题目

530. 二叉搜索树的最小绝对差

783. 二叉搜索树节点最小距离

简单

相关标签

深度优先搜索 二叉搜索树 二叉树

给你一个二叉搜索树的根节点 root ,返回 树中任意两不同节点值之间的最小差值

差值是一个正数,其数值等于两值之差的绝对值。

简单

相关标签

给你一个二叉搜索树的根节点 root ,返回 树中任意两不同节点值之间的最小差值

差值是一个正数,其数值等于两值之差的绝对值。

示例 1:

复制代码
输入:root = [4,2,6,1,3]
输出:1

示例 2:

复制代码
输入:root = [1,0,48,null,null,12,49]
输出:1

提示:

  • 树中节点的数目范围是 [2, 104]
  • 0 <= Node.val <= 105

注意: 本题与 783 力扣(LeetCode)官网 - 全球极客挚爱的技术成长平台 相同

思路和解题方法一 (暴力)

  • 首先定义一个vector<int>类型的数组vec,用于存储二叉搜索树的中序遍历结果。
  • 使用递归的方式进行中序遍历:
    • 如果当前节点为空,直接返回。
    • 遍历左子树。
    • 将当前节点的值加入到vec中。
    • 遍历右子树。
  • 清空vec,并调用中序遍历函数traversal将二叉搜索树的节点按照升序存储到vec中。
  • 如果vec的大小小于2,说明节点数量不足以计算差值,返回0。
  • 初始化一个最小差值ans为INT_MAX。
  • 遍历vec,从第二个元素开始,计算当前元素与前一个元素的差值,并更新ans为较小的差值。
  • 返回最小差值ans

复杂度

时间复杂度:

O(n)

时间复杂度:O(n),其中 n 为二叉搜索树节点的个数。每个节点在中序遍历中都会被访问一次且只会被访问一次,因此总时间复杂度为 O(n)。

空间复杂度

O(n)

空间复杂度:O(n)。递归函数的空间复杂度取决于递归的栈深度,而栈深度在二叉搜索树为一条链的情况下会达到 O(n) 级别。

c++ 代码(暴力)

cpp 复制代码
class Solution {
public:
    vector<int> vec; // 存储二叉搜索树中序遍历的结果
    // 中序遍历函数,将节点值按照升序存储到vec中
    void traversal(TreeNode *root)
    {
        if(root == NULL) return ;
        
        // 中序遍历左子树
        traversal(root->left);
        
        // 将当前节点值加入vec
        vec.push_back(root->val);
        
        // 中序遍历右子树
        traversal(root->right);
    }

    // 计算二叉搜索树的最小差值
    int getMinimumDifference(TreeNode* root) {
        vec.clear(); // 清空vec
        traversal(root); // 进行中序遍历
        if(vec.size() < 2) return 0; // 如果节点数量小于2,返回0
        
        int ans = INT_MAX; // 初始最小差值为INT_MAX
        for(int i = 1; i < vec.size(); i++) // 遍历vec,找到最小差值
        {
            ans = min(ans, vec[i] - vec[i-1]);
        }
        return ans;
    }
};

思路和解题方法二 (双指针)

  • 首先设置一个初始最小差值为INT_MAX,表示无穷大。
  • 使用中序遍历(左-根-右)遍历二叉搜索树。
  • 在遍历过程中,每次访问到一个节点时,计算当前节点与前一个节点值的差值,并更新最小差值ans。
  • 更新前一个节点pre为当前节点,以便进行下一个节点的差值计算。
  • 最后返回最小差值ans。

复杂度

时间复杂度:

O(n)

时间复杂度:O(n),其中 n 为二叉搜索树节点的个数。每个节点在中序遍历中都会被访问一次且只会被访问一次,因此总时间复杂度为 O(n)。

空间复杂度

O(n)

空间复杂度:O(n)。递归函数的空间复杂度取决于递归的栈深度,而栈深度在二叉搜索树为一条链的情况下会达到 O(n) 级别。

c++ 代码(双指针)

cpp 复制代码
class Solution {
public:
    // 最小差值
    int ans = INT_MAX;
    // 前一个访问的节点
    TreeNode* pre = NULL;
    
    // 中序遍历函数
    void traversal(TreeNode *root)
    {
        // 递归结束条件,遍历到空节点
        if(root == NULL) return ;
        
        // 中序遍历左子树
        traversal(root->left);
        
        // 计算当前节点与前一个节点的差值,并更新最小差值
        if(pre != NULL) ans = min(ans, root->val - pre->val);
        
        // 更新前一个节点为当前节点
        pre = root;
        
        // 中序遍历右子树
        traversal(root->right);
    }

    // 计算二叉搜索树的最小差值
    int getMinimumDifference(TreeNode* root) {
        // 进行中序遍历,计算最小差值
        traversal(root);
        
        // 返回最小差值
        return ans;
    }
};

c++迭代版本

  • 首先定义一个stack<TreeNode*>类型的栈st,用于存储二叉搜索树中的节点。
  • 初始化当前节点指针cur为根节点,前一个访问的节点指针pre为空,最小差值result为INT_MAX。
  • cur不为空或者栈不为空时,进入循环:
    • 如果cur不为空,将cur指向的节点入栈,并将cur指向其左子节点。
    • 如果cur为空,说明已经到达某个节点的左子树的末尾,此时需要弹出栈顶元素,并判断是否有前一个访问的节点,如果有,则更新最小差值result为当前节点与前一个节点值的差的最小值。接着将pre指向当前节点,将cur指向其右子节点。
  • 循环结束后,返回最小差值result
cpp 复制代码
class Solution {
public:
    int getMinimumDifference(TreeNode* root) {
        stack<TreeNode*> st;
        TreeNode* cur = root; // 定义当前节点指针cur并初始化为根节点
        TreeNode* pre = NULL; // 前一个访问的节点指针pre为空
        int result = INT_MAX; // 初始最小差值为INT_MAX
        while (cur != NULL || !st.empty()) { // 当cur不为空或者栈不为空时,进入循环
            if (cur != NULL) { // 如果cur不为空
                st.push(cur); // 将当前节点入栈
                cur = cur->left; // 将当前节点指向其左子节点
            } else { // 如果cur为空,说明已经到达某个节点的左子树的末尾,需要弹出栈顶元素
                cur = st.top();
                st.pop();
                if (pre != NULL) { // 如果存在前一个访问的节点
                    result = min(result, cur->val - pre->val); // 更新最小差值为当前节点与前一个节点值的差的最小值
                }
                pre = cur; // 将pre指向当前节点
                cur = cur->right; // 将当前节点指向其右子节点
            }
        }
        return result; // 返回最小差值
    }
};

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