leetcode-98-验证二叉搜索树(validat binary search tree)-java

寵の児 提交于 2019-12-04 02:29:33

题目

package pid098;


/*验证二叉搜索树

给定一个二叉树,判断其是否是一个有效的二叉搜索树。

假设一个二叉搜索树具有如下特征:

    节点的左子树只包含小于当前节点的数。
    节点的右子树只包含大于当前节点的数。
    所有左子树和右子树自身必须也是二叉搜索树。

示例 1:

输入:
    2
   / \
  1   3
输出: true

示例 2:

输入:
    5
   / \
  1   4
     / \
    3   6
输出: false
解释: 输入为: [5,1,4,null,null,3,6]。
     根节点的值为 5 ,但是其右子节点值为 4 。




}*/
public class main {
	
	public static void main(String[] args) {
		Object[] x=new Object[]{3,1,20};	
		BinaryTree tree=new BinaryTree(x);
		tree.printTree(tree.root);
		test(tree.root);
		
		Object[] x2=new Object[]{10,5,15,null,null,6,20};	
		BinaryTree tree2=new BinaryTree(x2);
		tree2.printTree(tree2.root);
		test(tree2.root);
		
	}
		 
	private static void test(TreeNode ito) {
		Solution solution = new Solution();
		boolean rtn;
		long begin = System.currentTimeMillis();
		rtn = solution.isValidBST(ito);//执行程序
		long end = System.currentTimeMillis();		
		System.out.println("rtn=" );
		System.out.print(rtn);
		System.out.println();
		System.out.println("耗时:" + (end - begin) + "ms");
		System.out.println("-------------------");
	}

}

注意:节点要大于左侧所有子树,而不是左侧节点!!!
解法1(成功,1ms,很快)
递归算法
如果以下四种情况,则返回false,否则为true
1 左节点的最右节点>自己
2 右节点的最左节点<自己
3 调用左节点为参数的这个方法返回false
4 调用右节点

之所以用左节点的最右,如果最右不是左侧子树的max
则在递归左子树时会返回false

package pid098;

import java.util.LinkedList;
import java.util.List;

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {
public boolean isValidBST(TreeNode root) {
    if(root==null){
    	return true;
    }
	boolean result=true;
	if(root.left!=null){
		if(getMaxVal(root.left)>=root.val){
			result=false;
		}
	}
	if(root.right!=null){
		if(getMinVal(root.right)<=root.val){
			result=false;
		}
	}
    if(!isValidBST(root.left)){
    	result=false;
    }
    if(!isValidBST(root.right)){
    	result=false;
    }
	
	return result;
    }

public int getMaxVal(TreeNode root){
	while(root.right!=null){
		root=root.right;
	}	
	return root.val;
}
public int getMinVal(TreeNode root){
	while(root.left!=null){
		root=root.left;
	}	
	return root.val;
}

}

方法2(别人的)
太厉害了!
用中序遍历得到list,只要左边大于右边就ok

class Solution {
    public boolean isValidBST(TreeNode root) {
          if(root == null){
                return true;
           }
           List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
           inOrder(root,list);

           for(int i=0;i<list.size()-1;i++){
               if(list.get(i) >= list.get(i+1))
                   return false;
           }

           return true;
    }
    private void inOrder(TreeNode root, List<Integer> list){
        if(root == null){
            return ;
        }
        inOrder(root.left,list);
        list.add(root.val);
        inOrder(root.right,list);
    }
}

方法3(别人的)
同样用递归的思想
也是利用了递归的思想,分别对每一个子树进行判断,但是它的亮点在于在判断的时候并不需要对子树进行搜索“最相近的值”,而是利用了“最大值”、“最小值”的思想:

对于每个子树,都有一个最大值和一个最小值,

对于左子树,最大值就是它的根节点的值,最小值是根节点的最小值(左父亲或者MIN_VALUE)

对于右子树,最小值就是它的根节点的值,最大值是根节点的最大值(右父亲或者MAX_VALUE)

例如:

5
/
1 6
/
3 7
5的满足小于最大值,大于最小值,然后递归(1,MIN,5) && 递归(4,5,MAX)
。。。
3节点的最大值为6,最小值应该为5,此时不满足,所以return false

即检验 left是否在 min 与val之间
right在 val与max之间

public boolean isValidBST(TreeNode root) {
        return isValidBST(root, Long.MIN_VALUE, Long.MAX_VALUE);
    }
    
    public boolean isValidBST(TreeNode root, long minVal, long maxVal) {
        if (root == null) return true;
        if (root.val >= maxVal || root.val <= minVal) return false;
        return isValidBST(root.left, minVal, root.val) && isValidBST(root.right, root.val, maxVal);
    }
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