LeetCode算法题-Search in a Binary Search Tree（Java实现）

这是悦乐书的第295次更新，第314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163题（顺位题号是700）。给定一个二叉搜索树（BST）的和正整数val。 你需要在BST中找到节点的值等于给定val的节点。返回以该节点为根的子树。如果此节点不存在，则应返回null。例如：

鉴于树：

        4
       / \
      2   7
     / \
    1   3

以及搜索的价值val：2

你应该返回这个子树：

      2     
     / \   
    1   3

在上面的示例中，如果我们要搜索值5，因为没有值为5的节点，我们应该返回null。

注意：空树由null表示，因此你可以将预期输出（序列化树格式）视为[]，而不是null。

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

直接使用递归。因为题目给的二叉树是BST，其中序遍历的节点值是从小到大排列且有序的，因此，直接使用中序遍历的顺序，按照左子树-->根-->右子树的顺序遍历即可。

// 借助中序遍历，左根右的顺序
public TreeNode searchBST(TreeNode root, int val) {
    // 先判空
    if (root == null) {
        return null;
    }
    // 如果val大于当前节点值，就往右子树里面找
    if (root.val < val) {
          return searchBST(root.right, val);
    }
    // 如果相等，返回当前以节点为根节点的子树
    if (root.val == val) {
        return root;
    }
    // 如果val小于当前节点值，就往左子树里面找
    if (root.val > val) {
          return searchBST(root.left, val);
    }
    return null;
}

03 第二种解法

也可以世界使用迭代的方式，借助while循环来实现，循环内部的判断逻辑和第一种解法类似，如果当前节点值大于val，就进入左子树找；如果当前节点值小于val，就进入右子树找；如果相等，直接返回以当前节点为根节点的子树。

public TreeNode searchBST(TreeNode root, int val) {
    while (root != null) {
        if (root.val > val) {
            root = root.left;
        } else if(root.val < val){
            root = root.right;
        } else {
            return root;
        }
    }
    return null;
}

04 第三种解法

我们也可以使用队列来做。将所有节点值依次入队列，在入队列前先判断节点值是否等于val，等于就直接返回当前节点所在子树。

public TreeNode searchBST(TreeNode root, int val) {
    if (root == null || root.val == val) {
        return root;
    }
    Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<TreeNode>();
    queue.offer(root);
    while (!queue.isEmpty()) {
        TreeNode temp = queue.poll();
        if (temp.val == val) {
            return temp;
        } 
        if (temp.left != null) {
            queue.offer(temp.left);
        }
        if (temp.right != null) {
            queue.offer(temp.right);
        }
    }
    return null;
}

05 第四种解法

我们也可以将第三种方法再优化，不必所有的节点都进队列，根据节点值的大小，来判断是进左子树还是进右子树，此解法与第二种解法类似，但是使用队列会有点多余，直接使用第二种解法会更好，第二种解法的空间复杂度更低。

public TreeNode searchBST(TreeNode root, int val) {
    if (root == null || root.val == val) {
        return root;
    }
    Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<TreeNode>();
    queue.offer(root);
    while (!queue.isEmpty()) {
        TreeNode temp = queue.poll();
        if (temp != null && temp.val == val) {
            return temp;
        } else if (temp != null && temp.val > val) {
            queue.offer(temp.left);
        } else if (temp != null && temp.val < val) {
            queue.offer(temp.right);
        }
    }
    return null;
}

06 小结

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