LeetCode算法题-Find Mode in Binary Search Tree（Java实现）
这是悦乐书的第246次更新，第259篇原创
01 看题和准备
今天介绍的是LeetCode算法题中Easy级别的第113题（顺位题号是501）。给定具有重复项的二叉搜索树（BST），找到给定BST中的所有模式（最常出现的元素）。假设BST定义如下：
节点的左子树仅包含键小于或等于节点键的节点。
节点的右子树仅包含键大于或等于节点键的节点。
左右子树也必须是二叉搜索树。
例如：
鉴于BST [1，null，2,2]，
1
\
2
/
2
返回[2]。
注意：如果树有多个模式，您可以按任何顺序返回它们。
跟进：你可以不使用任何额外的空间吗？ （假设由于递归而产生的隐式堆栈空间不计算）。
本次解题使用的开发工具是eclipse，jdk使用的版本是1.8，环境是win7 64位系统，使用Java语言编写和测试。
02 第一种解法
使用一个max变量来表示二叉树中的出现次数最多的节点值，使用HashMap来存储每个节点值及其出现的次数，借助一个递归方法，对二叉树中的节点值进行遍历，每次都将max的值进行更新。在遍历完所有节点后，先将最大值添加进ArrayList中，最后再以整型数组作为结果返回。
private Map<Integer, Integer> map;
private int max = 0;
public int[] findMode(TreeNode root) {
if (root == null) {
return new int[0];
}
map = new HashMap<Integer, Integer>();
findMax(root);
List<Integer> list = new LinkedList<>();
for (int key: map.keySet()) {
if (map.get(key) == max) {
list.add(key);
}
}
int[] result = new int[list.size()];
for (int i = 0; i<result.length; i++) {
result[i] = list.get(i);
}
return result;
}
public void findMax(TreeNode root) {
if (root.left != null) {
findMax(root.left);
}
map.put(root.val, map.getOrDefault(root.val, 0)+1);
max = Math.max(max, map.get(root.val));
if (root.right != null) {
findMax(root.right);
}
}
03 第二种解法
第一种解法也可以用迭代的解法来实现，思路都是一样的，只是借助栈（或者队列）来遍历节点。
public int[] findMode2(TreeNode root) {
if (root == null) {
return new int[0];
}
int max = 0;
Map<Integer, Integer> map = new HashMap<Integer, Integer>();
Stack<TreeNode> stack = new Stack<TreeNode>();
stack.push(root);
while (!stack.isEmpty()) {
TreeNode node = stack.pop();
if (node.left != null) {
stack.push(node.left);
}
map.put(node.val, map.getOrDefault(node.val, 0)+1);
max = Math.max(max, map.get(node.val));
if (node.right != null) {
stack.push(node.right);
}
}
List<Integer> list = new LinkedList<>();
for (int key: map.keySet()) {
if (map.get(key) == max) {
list.add(key);
}
}
int[] result = new int[list.size()];
for (int i = 0; i<result.length; i++) {
result[i] = list.get(i);
}
return result;
}
04 第三种解法
先来简单看下二叉搜索树的中序遍历，下面这个二叉搜索树中序遍历的结果为4,5,8,9,9,10,11
9
/ \
5 10
/ \ / \
4 8 9 11
二叉搜索树在进行中序遍历后的节点值是有序排列的，并且题目中还说明了左根右节点值的关系是小于等于，因此我们只用比较当前节点值和前一个节点值即可，如果两节点值相等，当前节点值的出现次数就加1，否则次数重归于1，同时还要比较当前节点值的出现次数和历史节点值最大出现次数。
如果当前节点的出现次数大于历史最大次数，将当前节点的出现次数赋值给历史最大次数，然后将list清空，再将节点值添加进list中；如果当前节点的出现次数等于历史最大次数，那么将当前节点值也添加进list中去。
Integer prev = null;
int count = 1;
int max2 = 0;
public int[] findMode3(TreeNode root) {
if (root == null) {
return new int[0];
}
List<Integer> list = new ArrayList<>();
traverse(root, list);
int[] res = new int[list.size()];
for (int i = 0; i < list.size(); ++i) {
res[i] = list.get(i);
}
return res;
}
private void traverse(TreeNode root, List<Integer> list) {
if (root == null) {
return;
}
traverse(root.left, list);
if (prev != null) {
if (root.val == prev) {
count++;
} else {
count = 1;
}
}
if (count > max2) {
max2 = count;
list.clear();
list.add(root.val);
} else if (count == max2) {
list.add(root.val);
}
prev = root.val;
traverse(root.right, list);
}
05 小结
算法专题目前已日更超过三个月，算法题文章113+篇，公众号对话框回复【数据结构与算法】、【算法】、【数据结构】中的任一关键词，获取系列文章合集。
以上就是全部内容，如果大家有什么好的解法思路、建议或者其他问题，可以下方留言交流，点赞、留言、转发就是对我最大的回报和支持！
