LeetCode 1586. 二叉搜索树迭代器 II（数组+栈）

文章目录

- 1. 题目
- 2. 解题

1. 题目

实现二叉搜索树（BST）的中序遍历迭代器 BSTIterator 类：

BSTIterator(TreeNode root) 初始化 BSTIterator 类的实例。
二叉搜索树的根节点 root 作为构造函数的参数传入。
内部指针使用一个不存在于树中且小于树中任意值的数值来初始化。
boolean hasNext() 如果当前指针在中序遍历序列中，存在右侧数值，返回 true ，否则返回 false 。
int next() 将指针在中序遍历序列中向右移动，然后返回移动后指针所指数值。
boolean hasPrev() 如果当前指针在中序遍历序列中，存在左侧数值，返回 true ，否则返回 false 。
int prev() 将指针在中序遍历序列中向左移动，然后返回移动后指针所指数值。

注意，虽然我们使用树中不存在的最小值来初始化内部指针，第一次调用 next() 需要返回二叉搜索树中最小的元素。

你可以假设 next() 和 prev() 的调用总是有效的。
即，当 next()/prev() 被调用的时候，在中序遍历序列中一定存在下一个/上一个元素。

进阶：你可以不提前遍历树中的值来解决问题吗？

示例 1:
在这里插入图片描述

输入
["BSTIterator", "next", "next", "prev", "next", "hasNext", "next", "next", "next", "hasNext", "hasPrev", "prev", "prev"]
[[[7, 3, 15, null, null, 9, 20]], [null], [null], [null], [null], [null], [null], [null], [null], [null], [null], [null], [null]]
输出
[null, 3, 7, 3, 7, true, 9, 15, 20, false, true, 15, 9]解释
// 划线的元素表示指针当前的位置。
BSTIterator bSTIterator = new BSTIterator([7, 3, 15, null, null, 9, 20]); // 当前状态为 <u> </u> [3, 7, 9, 15, 20]
bSTIterator.next(); // 状态变为 [<u>3</u>, 7, 9, 15, 20], 返回 3
bSTIterator.next(); // 状态变为 [3, <u>7</u>, 9, 15, 20], 返回 7
bSTIterator.prev(); // 状态变为 [<u>3</u>, 7, 9, 15, 20], 返回 3
bSTIterator.next(); // 状态变为 [3, <u>7</u>, 9, 15, 20], 返回 7
bSTIterator.hasNext(); // 返回 true
bSTIterator.next(); // 状态变为 [3, 7, <u>9</u>, 15, 20], 返回 9
bSTIterator.next(); // 状态变为 [3, 7, 9, <u>15</u>, 20], 返回 15
bSTIterator.next(); // 状态变为 [3, 7, 9, 15, <u>20</u>], 返回 20
bSTIterator.hasNext(); // 返回 false
bSTIterator.hasPrev(); // 返回 true
bSTIterator.prev(); // 状态变为 [3, 7, 9, <u>15</u>, 20], 返回 15
bSTIterator.prev(); // 状态变为 [3, 7, <u>9</u>, 15, 20], 返回 9提示:
树中节点个数的范围是 [1, 10^5] 。
0 <= Node.val <= 106
最多调用 105 次 hasNext、 next、 hasPrev 和 prev 。

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/binary-search-tree-iterator-ii
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2. 解题

用栈来进行中序遍历
用数组来存储已经遍历过的节点（被弹栈的），同时用一个 idx 记录当前的位置，如果超出数组范围就去栈内取节点

/*** Definition for a binary tree node.* struct TreeNode {*     int val;*     TreeNode *left;*     TreeNode *right;*     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}*     TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}*     TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}* };*/
class BSTIterator {stack<TreeNode*> nstack;vector<TreeNode*> pstack;int prevIdx = 0;
public:BSTIterator(TreeNode* root) {while(root){nstack.push(root);root = root->left;}}bool hasNext() {return !nstack.empty() || prevIdx+1 < pstack.size();}int next() {if(prevIdx+1 < pstack.size())return pstack[++prevIdx]->val;TreeNode* node = nstack.top();nstack.pop();pstack.push_back(node);prevIdx = pstack.size()-1;int v = node->val;TreeNode* t = node->right;while(t){nstack.push(t);t = t->left;}return v;}bool hasPrev() {return prevIdx > 0;}int prev() {prevIdx--;return pstack[prevIdx]->val;}
};/*** Your BSTIterator object will be instantiated and called as such:* BSTIterator* obj = new BSTIterator(root);* bool param_1 = obj->hasNext();* int param_2 = obj->next();* bool param_3 = obj->hasPrev();* int param_4 = obj->prev();*/