数据结构刷题:第十三天

简介: 时间复杂度:O(N),其中 N 是二叉搜索树的节点数。最坏情况下二叉搜索树是一条链,且要找的元素比链末尾的元素值还要小(大),这种情况下我们需要递归 N 次。

一,二叉搜索树中的搜索


700. 二叉搜索树中的搜索 - 力扣(LeetCode)

https://leetcode.cn/problems/search-in-a-binary-search-tree/?plan=data-structures&plan_progress=ggfacv7

dfaa914903124602abbeb8ff4a6ade3c.png


1,递归


二叉搜索树满足如下性质:


左子树所有节点的元素值均小于根的元素值;

右子树所有节点的元素值均大于根的元素值。

据此可以得到如下算法:


若 root 为空则返回空节点;

若 val=root.val,则返回 \textit{root}root;

若 val<root.val,递归左子树;

若 val>root.val,递归右子树。


class Solution {
public:
    TreeNode *searchBST(TreeNode *root, int val) {
        if (root == nullptr) {
            return nullptr;
        }
        if (val == root->val) {
            return root;
        }
        return searchBST(val < root->val ? root->left : root->right, val);
    }
};


复杂度分析


时间复杂度:O(N),其中 N 是二叉搜索树的节点数。最坏情况下二叉搜索树是一条链,且要找的元素比链末尾的元素值还要小(大),这种情况下我们需要递归 N 次。


空间复杂度:O(N)。最坏情况下递归需要 O(N) 的栈空间。


2,迭代


我们将方法一的递归改成迭代写法:


若 root 为空则跳出循环,并返回空节点;

若 val=root.val,则返回root;

若 val<root.val,将 root 置为 root.left;

若 val>root.val,将 root 置为 root.right。


class Solution {
public:
    TreeNode *searchBST(TreeNode *root, int val) {
        while (root) {
            if (val == root->val) {
                return root;
            }
            root = val < root->val ? root->left : root->right;
        }
        return nullptr;
    }
};


复杂度分析


时间复杂度:O(N),其中 NN 是二叉搜索树的节点数。最坏情况下二叉搜索树是一条链,且要找的元素比链末尾的元素值还要小(大),这种情况下我们需要迭代 N 次。


空间复杂度:O(1)。没有使用额外的空间。


二,二叉搜索书中的插入操作


701. 二叉搜索树中的插入操作 - 力扣(LeetCode)

https://leetcode.cn/problems/insert-into-a-binary-search-tree/?plan=data-structures&plan_progress=ggfacv7

305bc8e28ffb46808e3ef2d4e84ff4c9.png

1,模拟


思路与算法


首先回顾二叉搜索树的性质:对于任意节点 root 而言,左子树(如果存在)上所有节点的值均小于root.val,右子树(如果存在)上所有节点的值均大于 root.val,且它们都是二叉搜索树。


因此,当将val 插入到以 root 为根的子树上时,根据val 与 root.val 的大小关系,就可以确定要将 val 插入到哪个子树中。


如果该子树不为空,则问题转化成了将 \textit{val}val 插入到对应子树上。

否则,在此处新建一个以 \textit{val}val 为值的节点,并链接到其父节点 root 上。


class Solution {
public:
    TreeNode* insertIntoBST(TreeNode* root, int val) {
        if (root == nullptr) {
            return new TreeNode(val);
        }
        TreeNode* pos = root;
        while (pos != nullptr) {
            if (val < pos->val) {
                if (pos->left == nullptr) {
                    pos->left = new TreeNode(val);
                    break;
                } else {
                    pos = pos->left;
                }
            } else {
                if (pos->right == nullptr) {
                    pos->right = new TreeNode(val);
                    break;
                } else {
                    pos = pos->right;
                }
            }
        }
        return root;
    }
};


复杂度分析


时间复杂度:O(N),其中 N 为树中节点的数目。最坏情况下,我们需要将值插入到树的最深的叶子结点上,而叶子节点最深为 O(N)。


空间复杂度:O(1)。我们只使用了常数大小的空间。

目录
相关文章
|
编译器 C语言
【数据结构刷题】消失的数字和轮转数组(下)
【数据结构刷题】消失的数字和轮转数组(下)
【数据结构刷题】消失的数字和轮转数组(上)
【数据结构刷题】消失的数字和轮转数组(上)
|
算法
数据结构刷题训练:用栈实现队列(力扣OJ)
数据结构刷题训练:用栈实现队列(力扣OJ)
64 0
|
6月前
|
存储 算法 C语言
【数据结构与算法 刷题系列】合并两个有序链表
【数据结构与算法 刷题系列】合并两个有序链表
|
6月前
|
算法 C++
【数据结构与算法】:关于时间复杂度与空间复杂度的计算(C/C++篇)——含Leetcode刷题-2
【数据结构与算法】:关于时间复杂度与空间复杂度的计算(C/C++篇)——含Leetcode刷题
|
6月前
|
算法 C++
【数据结构与算法】:关于时间复杂度与空间复杂度的计算(C/C++篇)——含Leetcode刷题-1
【数据结构与算法】:关于时间复杂度与空间复杂度的计算(C/C++篇)——含Leetcode刷题
|
6月前
|
算法
【数据结构与算法 刷题系列】求带环链表的入环节点(图文详解)
【数据结构与算法 刷题系列】求带环链表的入环节点(图文详解)
|
6月前
|
算法
【数据结构与算法 刷题系列】判断链表是否有环(图文详解)
【数据结构与算法 刷题系列】判断链表是否有环(图文详解)
|
6月前
|
算法
【数据结构与算法 刷题系列】移除链表元素
【数据结构与算法 刷题系列】移除链表元素