LeetCode 99. Recover Binary Search Tree

这道题的难点在于,如何用O(1)的空间inorder traverse tree,利用到了Morris Algorithm,关键点要理解一个概念,前驱点,也就是一个点,他的左子节往右下探到底的点(为了方便在这里假设A点的前驱点是B,那么A成为B的被前驱点),这个点有个特性,就是如果在inorder的遍历中,这个点打印出来,就证明,被前驱点的左子树打完了,该打被前驱点,然后轮到被前驱点的右子树了。

我一开始有一个地方想了很久,那就是,Morris算法里,到底有哪几种类型的点可以被打印。答案是,只有两种!一种是前驱点,另一种是被前驱点,而且前驱点打完,马上打被前驱点,这是一个递推:

1:从一个根开始,找到这个根,最左最左的前驱点,也就是最左的点,开始打

2: 每打印完一个点,这个点都只可能有两种身份(如前所述),前驱点或者被前驱点。如果是前驱点,找到被前驱点,打印被前驱点,然后开始打他的右子树,重复步骤一,如果是被前驱点,直接打他的右子树,同样是重复步骤一,直到没有点可以打。

注意:这里有一个独特的点,就是没有左子树的点,他自己就是他自己的前驱点。


另外,还有一个小点要注意,每次找到一个B,他前面的是A,A>B,那么A一定是最终结果里的一个,B先留住,如果再次碰到了一组,C>D,只更新D,也就是说如果碰到了第二组,要换的是:D换B

Morris 算法详解: https://www.cnblogs.com/anniekim/archive/2013/06/15/morristraversal.html


代码:

class Solution {

  public void swap(TreeNode a, TreeNode b) {

    int tmp = a.val;

    a.val = b.val;

    b.val = tmp;

  }

  public void recoverTree(TreeNode root) {

    // predecessor is a Morris predecessor.

    // In the 'loop' cases it could be equal to the node itself predecessor == root.

    // pred is a 'true' predecessor,

    // the previous node in the inorder traversal.

    TreeNode x = null, y = null, pred = null, predecessor = null;

    while (root != null) {

      // If there is a left child

      // then compute the predecessor.

      // If there is no link predecessor.right = root --> set it.

      // If there is a link predecessor.right = root --> break it.

      if (root.left != null) {

        // Predecessor node is one step left

        // and then right till you can.

        predecessor = root.left;

        while (predecessor.right != null && predecessor.right != root)

          predecessor = predecessor.right;

        // set link predecessor.right = root

        // and go to explore left subtree

        if (predecessor.right == null) {

          predecessor.right = root;

          root = root.left;

        }

        // break link predecessor.right = root

        // link is broken : time to change subtree and go right

        else {

          // check for the swapped nodes

          if (pred != null && root.val < pred.val) {

            y = root;

            if (x == null) x = pred;

          }

          pred = root;

          predecessor.right = null;

          root = root.right;

        }

      }

      // If there is no left child

      // then just go right.

      else {

        // check for the swapped nodes

        if (pred != null && root.val < pred.val) {

          y = root;

          if (x == null) x = pred;

        }

        pred = root;

        root = root.right;

      }

    }

    swap(x, y);

  }

}

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