98. 验证二叉搜索树

98. 验证二叉搜索树

中等

给你一个二叉树的根节点 root ,判断其是否是一个有效的二叉搜索树。

有效 二叉搜索树定义如下:

  • 节点的左子树只包含严格小于 当前节点的数。
  • 节点的右子树只包含 严格大于 当前节点的数。
  • 所有左子树和右子树自身必须也是二叉搜索树。

示例 1:

复制代码
输入:root = [2,1,3]
输出:true

示例 2:

复制代码
输入:root = [5,1,4,null,null,3,6]
输出:false
解释:根节点的值是 5 ,但是右子节点的值是 4 。

提示:

  • 树中节点数目范围在[1, 104]
  • -231 <= Node.val <= 231 - 1

📝 核心笔记:验证二叉搜索树 (Validate BST)

1. 核心思想 (一句话总结)

"给每个节点画一个圈:你必须活在祖先给你划定的界限(min, max)里。"

  • BST 的定义 :不仅左儿子要小于爸爸,左子树的所有节点都要小于爸爸。
  • 策略
    • 走:上界变紧(不能超过当前节点值),下界不变。
    • 走:下界变紧(必须大于当前节点值),上界不变。
2. 算法流程 (区间收缩)
  1. 初始化 :根节点的范围是无穷大 (Long.MIN, Long.MAX)
  2. 当前检查
    • node.val 必须严格大于 left
    • node.val 必须严格小于 right
    • 如果不满足,直接 false
  1. 递归传递
    • isValidBST(node.left, left, node.val):左孩子的最大值被限制在 node.val
    • isValidBST(node.right, node.val, right):右孩子的最小值被限制在 node.val
🔍 代码回忆清单
复制代码
// 题目:LC 98. Validate Binary Search Tree
class Solution {
    public boolean isValidBST(TreeNode root) {
        // 1. 初始范围:使用 Long 防止 int 溢出
        // 如果树里有一个节点是 Integer.MAX_VALUE,用 int 作为边界就会判断错误
        return isValidBST(root, Long.MIN_VALUE, Long.MAX_VALUE);
    }

    private boolean isValidBST(TreeNode node, long left, long right) {
        // 2. Base Case: 空节点被认为是合法的 BST
        if (node == null) {
            return true;
        }
        
        long x = node.val;
        
        // 3. 核心判断:当前值是否在 (min, max) 开区间内
        // 注意 BST 通常定义为严格小于/大于,所以不能有等号
        return left < x && x < right &&
               // 4. 递归检查左右子树,同时更新边界
               isValidBST(node.left, left, x) &&  // 往左走,天花板变成 x
               isValidBST(node.right, x, right);  // 往右走,地板变成 x
    }
}
⚡ 快速复习 CheckList (易错点)
  • 为什么用 long**?**
    • 面试必问 。如果根节点是 2147483647 (Integer.MAX_VALUE)。
    • 如果用 int max = Integer.MAX_VALUE,那么右子树的判断逻辑 val < max 对于最大整数会失效(或者很难区分是边界还是节点值)。用 long 可以轻松包容所有 int
  • 局部 vs 全局?
    • 初学者最容易犯的错是只写 if (root.left.val < root.val)

    • 反例

      5
      /
      1 4 <-- 4 比 5 小,但它在右边!错误!
      /
      3 6

    • 您的代码通过传递 leftright 参数,成功阻止了 4 出现在 5 的右边(因为右边节点的下界必须是 5)。
🖼️ 数字演练

树:

复制代码
    5
   / \
  1   7
     / \
    4   8
  1. Check 5 : Range (-inf, +inf). OK.
    • Recurse Left: Range (-inf, 5).
    • Recurse Right: Range (5, +inf).
  1. Check 7 (Right) : Range (5, +inf). 5 < 7 < inf. OK.
    • Recurse Left (Node 4): Range (5, 7).
  1. Check 4:
    • Is 5 < 4 < 7? NO!
    • Return false.
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