LC 501.二叉搜索树中的众数

501.二叉搜索树中的众数

给你一个含重复值的二叉搜索树(BST)的根节点 root ,找出并返回 BST 中的所有 众数(即,出现频率最高的元素)。

如果树中有不止一个众数,可以按 任意顺序 返回。

假定 BST 满足如下定义:

  • 结点左子树中所含节点的值 小于等于 当前节点的值
  • 结点右子树中所含节点的值 大于等于 当前节点的值
  • 左子树和右子树都是二叉搜索树

示例 1:

输入: root = 1,null,2,2
输出:2

示例 2:

输入: root = 0
输出:0

提示:

  • 树中节点的数目在范围 1 , 1 0 4 1, 10\^4 1,104
  • − 1 0 5 ≤ N o d e . v a l ≤ 1 0 5 -10^5 \leq Node.val \leq 10^5 −105≤Node.val≤105

进阶: 你可以不使用额外的空间吗?(假设由递归产生的隐式调用栈的开销不被计算在内)

解法一(递归 + 中序遍历)

思路分析:

  1. 首先题目给出二叉搜索树的定义,因此可以使用中序遍历来遍历二叉树,从而得到一个有序的序列,然后根据该有序的序列寻找众数。
  2. 使用递归的方式来实现二叉搜索树的中序遍历
  3. 同时对于递归的返回值,为null,递归的参数则有二叉树的节点
  4. 对于递归的边界条件,若二叉树的节点为null,结束递归
  5. 对于递归的一般过程;则对该节点的值进行统计与判断
    1. 首先需要一个全局变量val来记录上一个节点的值,初始为root.val,然后使用一个全局变量num来统计对应val值出现的次数,初始为0
    2. 当遍历到某节点时,若该节点的值node.val == val,则++ num
    3. 若该节点的值不等于val,则将已经统计记录的valnum进行判断,另一个全局变量maxNum用于记录出现某值的最大次数
      1. num > maxNum,则出现新的众数,重新记录保存val
      2. num == maxNum,则将该众数继续保存到已有的记录中
      3. num < maxNum,则无需操作
    4. 当判断记录结束后,更新valnum

实现代码如下:

java 复制代码
class Solution {
	int val;	// 用于记录中序遍历上一个节点的值
	int num;	// 用于记录值等于val的节点个数
	int maxNum;	// 用于记录num出现的最大值
	List<Integer> ans;	// 用于保存记录出现的众数
    public int[] findMode(TreeNode root) {
		val = root.val;	// 初始化为根节点
		ans = new LinkedList<>();
		doFindMode(root);
		updateAns();	// 再进行更新ans 防止漏掉序列最后连续的数值
		int[] arr = new int[ans.size()];
		for (int i = 0; i < ans.size(); ++ i) {
			arr[i] = ans.get(i);
		}
		return arr;
    }
	private void doFindMode(TreeNode node) {
		if (node == null)
			return ;
		doFindMode(node.left);		// 遍历左子树
		if (node.val == val) {
			++ num;
		} else {
			updateAns();	// 对列表进行更新
			val = node.val;
			num = 1;
		}
		doFindMode(node.right);		// 遍历右子树
	}
	private void updateAns() {
		if (num > maxNum) {
			ans.clear();	// 清除记录
			ans.add(val);	// 记录新的众数
			maxNum = num;	// 更新最大num
		} else if (num == maxNum) {
			ans.add(val);	// 增加新的众数
		}
	}
}

提交结果如下:

解答成功:

执行耗时:0 ms,击败了100.00% 的Java用户

内存消耗:43.9 MB,击败了28.46% 的Java用户

复杂度分析:

  • 时间复杂度: O ( n ) O(n) O(n)
  • 空间复杂度: O ( n ) O(n) O(n)
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