654.最大二叉树 , 617.合并二叉树 , 700.二叉搜索树中的搜索 , 98.验证二叉搜索树

简介: 1. **530. 二叉搜索树的最小绝对差**:通过中序遍历二叉搜索树,计算任意两节点值之间的最小差值。利用递归方法依次比较相邻节点值,更新最小差值。2. **617. 合并二叉树**:将两棵二叉树合并为一棵新树。若两节点重叠,则相加其值;否则保留非空节点。采用递归方式实现,分别处理左右子树。3. **700. 二叉搜索树中的搜索**:在二叉搜索树中查找指定值的节点。利用递归和BST特性(左小右大),高效定位目标节点或返回空。4. **98. 验证二叉搜索树**:判断给定二叉树是否为有效的二叉搜索树。通过中序遍历将树转换为数组,检查数组是否严格递增来验证。

题目:530. 二叉搜索树的最小绝对差

给你一个二叉搜索树的根节点 root ,返回 树中任意两不同节点值之间的最小差值 。

差值是一个正数,其数值等于两值之差的绝对值。

示例 1:

输入:root = [4,2,6,1,3]

输出:1

示例 2:

输入:root = [1,0,48,null,null,12,49]

输出:1

提示:

树中节点的数目范围是 [2, 104]

0 <= Node.val <= 105

思考过程与知识点:

构造树一般采用的是前序遍历,因为先构造中间节点,然后递归构造左子树和右子树。

确定递归函数的参数和返回值

参数传入的是存放元素的数组,返回该数组构造的二叉树的头结点,返回类型是指向节点的指针。

确定终止条件

题目中说了输入的数组大小一定是大于等于1的,所以我们不用考虑小于1的情况,那么当递归遍历的时候,如果传入的数组大小为1,说明遍历到了叶子节点了。

那么应该定义一个新的节点,并把这个数组的数值赋给新的节点,然后返回这个节点。 这表示一个数组大小是1的时候,构造了一个新的节点,并返回。

题解:

class Solution {
private:
int result = INT_MAX;
TreeNode* pre = NULL;
void traversal(TreeNode* cur) {
    if (cur == NULL) return;
    traversal(cur->left);   // 左
    if (pre != NULL){       // 中
        result = min(result, cur->val - pre->val);
    }
    pre = cur; // 记录前一个
    traversal(cur->right);  // 右
}
public:
    int getMinimumDifference(TreeNode* root) {
        traversal(root);
        return result;
    }
};

题目:617. 合并二叉树

给你两棵二叉树: root1 和 root2 。

想象一下,当你将其中一棵覆盖到另一棵之上时,两棵树上的一些节点将会重叠(而另一些不会)。你需要将这两棵树合并成一棵新二叉树。合并的规则是:如果两个节点重叠,那么将这两个节点的值相加作为合并后节点的新值;否则,不为 null 的节点将直接作为新二叉树的节点。

返回合并后的二叉树。

注意: 合并过程必须从两个树的根节点开始。

示例 1:

输入:root1 = [1,3,2,5], root2 = [2,1,3,null,4,null,7]

输出:[3,4,5,5,4,null,7]

示例 2:

输入:root1 = [1], root2 = [1,2]

输出:[2,2]

提示:

两棵树中的节点数目在范围 [0, 2000] 内

-104 <= Node.val <= 104

思考历程与知识点:

    1.确定递归函数的参数和返回值:

首先要合入两个二叉树,那么参数至少是要传入两个二叉树的根节点,返回值就是合并之后二叉树的根节点。

     2.确定终止条件:

因为是传入了两个树,那么就有两个树遍历的节点t1 和 t2,如果t1 == NULL 了,两个树合并就应该是 t2 了(如果t2也为NULL也无所谓,合并之后就是NULL)。

反过来如果t2 == NULL,那么两个数合并就是t1(如果t1也为NULL也无所谓,合并之后就是NULL)。

题解:

class Solution {
public:
    TreeNode* mergeTrees(TreeNode* t1, TreeNode* t2) {
        if (t1 == NULL) return t2;
        if (t2 == NULL) return t1;
        // 重新定义新的节点,不修改原有两个树的结构
        TreeNode* root = new TreeNode(0);
        root->val = t1->val + t2->val;
        root->left = mergeTrees(t1->left, t2->left);
        root->right = mergeTrees(t1->right, t2->right);
        return root;
    }
};

题目:700. 二叉搜索树中的搜索

给定二叉搜索树(BST)的根节点 root 和一个整数值 val。

你需要在 BST 中找到节点值等于 val 的节点。 返回以该节点为根的子树。 如果节点不存在,则返回 null 。

示例 1:

输入:root = [4,2,7,1,3], val = 2

输出:[2,1,3]

示例 2:

输入:root = [4,2,7,1,3], val = 5

输出:[]

提示:

数中节点数在 [1, 5000] 范围内

1 <= Node.val <= 107

root 是二叉搜索树

1 <= val <= 107

确定递归函数的参数和返回值

递归函数的参数传入的就是根节点和要搜索的数值,返回的就是以这个搜索数值所在的节点。

确定终止条件

如果root为空,或者找到这个数值了,就返回root节点。

确定单层递归的逻辑

看看二叉搜索树的单层递归逻辑有何不同。

因为二叉搜索树的节点是有序的,所以可以有方向的去搜索。

如果root->val > val,搜索左子树,如果root->val < val,就搜索右子树,最后如果都没有搜索到,就返回NULL。

题解:

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

题目:98. 验证二叉搜索树

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 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:root = [2,1,3]

输出:true

示例 2:

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] 内

-231 <= Node.val <= 231 - 1

题解:

class Solution {
private:
    vector<int> vec;
    void traversal(TreeNode* root) {
        if (root == NULL) return;
        traversal(root->left);
        vec.push_back(root->val); // 将二叉搜索树转换为有序数组
        traversal(root->right);
    }
public:
    bool isValidBST(TreeNode* root) {
        vec.clear(); // 不加这句在leetcode上也可以过,但最好加上
        traversal(root);
        for (int i = 1; i < vec.size(); i++) {
            // 注意要小于等于,搜索树里不能有相同元素
            if (vec[i] <= vec[i - 1]) return false;
        }
        return true;
    }
};
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