99. Recover Binary Search Tree

Description

Two elements of a binary search tree (BST) are swapped by mistake.

Recover the tree without changing its structure.

Example 1:

Input: [1,3,null,null,2]

image.png

Output: [3,1,null,null,2]
image.png

Example 2:

Input: [3,1,4,null,null,2]

image.png

Output: [2,1,4,null,null,3]
image.png

Follow up:

  • A solution using O(n) space is pretty straight forward.
  • Could you devise a constant space solution?

Solution

Inorder recursion, time O(n), space O(n)

题意还是很明了的,将BST序列化成inorder形式,然后找到两个in disorder的位置交换即可。需要注意的是,可能会有多个节点in disorder,我们需要找到第一个和最后一个in disorder的位置

考虑这个test case: inorder为{1, 2, 3, 4, 5, 6}
交换2和5变成:{1, 5, 3, 4, 2, 6}
交换之后,{5, 3, 4, 2}都不合规矩(即不满足a[i - 1] < a[i] < a[i + 1]),我们只需要交换5和2即可。

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {
    public void recoverTree(TreeNode root) {
        List<TreeNode> list = new ArrayList<>();
        inorder(root, list);
        
        int first = -1;
        int second = -1;
        
        for (int i = 0; i < list.size(); ++i) {
            if (first < 0 && isDisorder(list, i)) {
                first = i;
            } else if (first >= 0 && isDisorder(list, i)) {
                second = i;
            }
        }
        
        if (second > 0) {
            swap(list, first, second);
        }
    }
    
    public void inorder(TreeNode root, List<TreeNode> list) {
        if (root == null) {
            return;
        }
        
        inorder(root.left, list);
        list.add(root);
        inorder(root.right, list);
    }
    
    public boolean isDisorder(List<TreeNode> list, int i) {
        return (i > 0 && list.get(i).val < list.get(i - 1).val)
            || (i < list.size() - 1 && list.get(i).val > list.get(i + 1).val);
    }
    
    public void swap(List<TreeNode> list, int i, int j) {
        int tmp = list.get(i).val;
        list.get(i).val = list.get(j).val;
        list.get(j).val = tmp;
    }
}

Inorder recursion, time O(n), space O(h)

添加几个成员变量即可。需要注意first和second的值可能会在同一层被更新(考虑inorder遍历的相邻节点被swap),inorder中需要有两个if条件,而非一个if-else。

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {
    private TreeNode first;
    private TreeNode second;
    private TreeNode pre = new TreeNode(Integer.MIN_VALUE);
    
    public void recoverTree(TreeNode root) {
        inorder(root);
        swap(first, second);
    }
    
    public void inorder(TreeNode root) {
        if (root == null) {
            return;
        }
        
        inorder(root.left);

        if (first == null && root.val < pre.val) {
            first = pre;    // first should be the first element in disorder
        }
        
        if (first != null && root.val < pre.val) {  // another independent condition
            second = root;  // second should be the last element in disorder
        }
        
        pre = root;
        
        inorder(root.right);
    }
    
    public void swap(TreeNode p, TreeNode q) {
        int tmp = p.val;
        p.val = q.val;
        q.val = tmp;
    }
}

Morris traversal, time O(n), space O(1)

由于一旦涉及递归,就不可能达到O(1)的空间复杂度。想要降低消耗,就必须用神奇的Morris traversal啦(which 我不会写也懒得学学了也会忘)。

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 211,884评论 6 492
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 90,347评论 3 385
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 157,435评论 0 348
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 56,509评论 1 284
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 65,611评论 6 386
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 49,837评论 1 290
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 38,987评论 3 408
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 37,730评论 0 267
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 44,194评论 1 303
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 36,525评论 2 327
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 38,664评论 1 340
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 34,334评论 4 330
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,944评论 3 313
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,764评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,997评论 1 266
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 46,389评论 2 360
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 43,554评论 2 349

推荐阅读更多精彩内容