
230. 二叉搜索树中第K小的元素
中序遍历:访问二叉树的左子树,接着访问当前节点,最后访问右子树,这样可以得到一个按从小到大的顺序排列的值序列。 排序:对收集到的所有值进行排序,使得排序后的结果是升序排列的。 取第 k 个元素:由于排序后的数组是零索引的,第 k 个元素位于第 (k-1) 的位置。
发布日期:2021-05-28 05:49:48
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分类:精选文章
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为了找到二叉搜索树中的第 k 个最小的元素,可以使用顺序遍历技术收集所有节点值,然后对这些值进行排序,从而快速找到所需的元素。
首先,我们可以进行中序遍历(In-order Traversal),这个过程会按顺序收集所有节点的值。由于中序遍历结果是按照升序排列的,因此可以直接对收集到的值进行排序,然后取第 (k-1) 个位置的元素作为第 k 个最小值。
以下是实现该方法的步骤:
下面是实现代码:
class Solution { Listres = new ArrayList<>(); void dfs(TreeNode node) { if (node == null) return; dfs(node.left); res.add(node.val); dfs(node.right); } int kthSmallest(TreeNode root, int k) { dfs(root); Collections.sort(res); return res.get(k-1); }}
示例分析:
示例 1:
- 输入根节点为 [3, 1, 4, null, 2], k=1。
- 中序遍历结果为:1, 2, 3, 4。
- 排序后:[1, 2, 3, 4]。
- 取第 1 个最小值:1。
示例 2:
- 输入根节点为 [5, 3, 6, 2, 4, null, null, 1], k=3。
- 中序遍历结果为:2, 3, 1, 4, 5, 6。
- 排序后:[1, 2, 3, 4, 5, 6]。
- 取第 3 个最小值:3。
优化思考:
如果二叉搜索树经常被修改并且需要频繁查找第 k 水平的值,可以考虑以下优化方法:
在不修改树的前提下:
- 使用迭代的中序遍历避免递归。
- 避免频繁排序,直接通过遍历节点,计算满足条件的左子树节点数,逐步确定目标节点。
动态维护有序结构:
- 使用平衡二叉搜索树(如Treap、AVL树或Red-Black树)来保持树的有序性,从而可以在O(log n)时间内找出第 k 个元素。
分批次处理修改和查询:
- 将大的修改操作批量处理,确保树的结构良好。
- 处理查询时选择高效的算法,例如分治法。
总之,在面对频繁修改和大量查询的情况下,保持树的性质并采用高效查找算法是更优的选择。
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[***.219.124.196]2025年05月08日 11时02分34秒
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