108. 将有序数组转换为二叉搜索树【 力扣(LeetCode) 】

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零、原题链接

108. 将有序数组转换为二叉搜索树

一、题目描述

给你一个整数数组 nums ,其中元素已经按 升序 排列,请你将其转换为一棵 平衡 二叉搜索树。

二、测试用例

示例 1:

cpp 复制代码
输入:nums = [-10,-3,0,5,9]
输出:[0,-3,9,-10,null,5]
解释:[0,-10,5,null,-3,null,9] 也将被视为正确答案:

示例 2:

cpp 复制代码
输入:nums = [1,3]
输出:[3,1]
解释:[1,null,3] 和 [3,1] 都是高度平衡二叉搜索树。

提示:

cpp 复制代码
1 <= nums.length <= 104
-104 <= nums[i] <= 104
nums 按 严格递增 顺序排列

三、解题思路

  1. 基本思路:
      平衡二叉树的中序遍历是有序序列,同时平衡二叉树的左右子树高度差不超过 1 ,所以可以考虑每次将序列分成三块,左子树,根和右子树。为了满足高度约束,根节点必须是序列的中心,左右子树各占一半,然后递归建立子树。(本质上就是二分查找)
  2. 具体思路:
    • 编写递归构建子树函数:
      • 确定终止条件,当子序列的起点大于终点是,返回空指针;
      • 定位子序列中心;
      • 构建节点;
      • 递归构建左子树;
      • 递归构建右子树;
      • 返回节点;

四、参考代码

时间复杂度: O ( n ) \Omicron(n) O(n)

空间复杂度: O ( l o g    n ) \Omicron(log\; n) O(logn)

cpp 复制代码
/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left),
 * right(right) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    vector<int> m_nums;

    TreeNode* BuildNode(const int& start, const int& end) {
        if (start > end)
            return nullptr;
        int mid = (start + end) >> 1;

        TreeNode* p = new TreeNode(m_nums[mid]);
        p->left = BuildNode(start, mid - 1);
        p->right = BuildNode(mid + 1, end);

        return p;
    }

    TreeNode* sortedArrayToBST(vector<int>& nums) {
        m_nums = nums;

        return BuildNode(0, nums.size() - 1);
    }
};
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