LeetCode算法題-Second Minimum Node In a Binary Tree（Java實現）

這是悅樂書的第285次更新，第302篇原創 <br/>

01 看題和準備

今天介紹的是LeetCode算法題中Easy級別的第153題（順位題號是671）。給定非空的特殊二叉樹，其由具備非負值的節點組成，其中該樹中的每一個節點具備剛好兩個或零個子節點。 若是節點具備兩個子節點，則該節點的值是其兩個子節點中的較小值。給定這樣的二叉樹，您須要輸出由整個樹中全部節點的值組成的集合中的第二個最小值。若是不存在這樣的第二個最小值，則輸出-1。例如：

2
   / \
  2   5
     / \
    5   7

輸出：5

2
   / \
  2   2

輸出：-1

本次解題使用的開發工具是eclipse，jdk使用的版本是1.8，環境是win7 64位系統，使用Java語言編寫和測試。 <br/>

02 第一種解法

使用HashSet和遞歸。將每個節點值添加進set，而後遍歷set，找出其中第二小的值，最後輸出便可。

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {

    public int findSecondMinimumValue(TreeNode root) {
        Set<Integer> set = new HashSet<Integer>();
        helper(root, set);
        int min = Integer.MAX_VALUE;
        int second = Integer.MAX_VALUE;
        for (int value : set) {
            if (value < min) {
                second = min;
                min = value;
            } else if (value < second) {
                second = value;
            }
        }
        if (min == second) {
            return -1;
        }
        return second == Integer.MAX_VALUE ? -1 : second;
    }

    public void helper(TreeNode node, Set<Integer> set){
        if (node == null) {
            return ;
        }
        set.add(node.val);
        helper(node.left, set);
        helper(node.right, set);
    }
}

<br/>

03 第二種解法

咱們也能夠不使用HashSet。依舊使用遞歸，可是將最小值，第二最小值做爲了全局變量，最小值只申明，在方法內部初始化爲根節點的節點值。在遞歸方法裏，若是當前節點值大於最小值且小於第二小值，那麼就更新第二小的值；若是當前節點值等於最小值，就繼續遍歷其左子節點和右子節點。

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {
    int min ;
    int second = Integer.MAX_VALUE;
    public int findSecondMinimumValue(TreeNode root) {
        min = root.val;
        helper(root);
        if (min == second) {
            return -1;
        }
        return second == Integer.MAX_VALUE ? -1 : second;
    }

    public void helper(TreeNode node) {
        if (node == null) {
            return ;
        }
        if (node.val > min && node.val < second) {
            second = node.val;
        } else if (node.val == min) {
            helper(node.left);
            helper(node.right);
        }
    }
}

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04 第三種解法

針對第一種解法，也可使用迭代的方式。

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {
    public int findSecondMinimumValue(TreeNode root) {
        Set<Integer> set = new HashSet<Integer>();
        Stack<TreeNode> stack = new Stack<TreeNode>();
        stack.push(root);
        while (!stack.isEmpty()) {
            TreeNode temp = stack.pop();
            set.add(temp.val);
            if (temp.left != null) {
                stack.push(temp.left);
            }
            if (temp.right != null) {
                stack.push(temp.right);
            }
        }
        int min = Integer.MAX_VALUE;
        int second = Integer.MAX_VALUE;
        for (int value : set) {
            if (value < min) {
                second = min;
                min = value;
            } else if (value < second) {
                second = value;
            }
        }
        if (min == second) {
            return -1;
        }
        return second == Integer.MAX_VALUE ? -1 : second;
    }
}

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05 第四種解法

針對第二種解法，也可使用迭代的方式。

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {
    public int findSecondMinimumValue(TreeNode root) {
        int min = root.val;
        int second = Integer.MAX_VALUE;
        Stack<TreeNode> stack = new Stack<TreeNode>();
        stack.push(root);
        while (!stack.isEmpty()) {
            TreeNode node = stack.pop();
            if (node.val > min && node.val < second) {
                second = node.val;
            } else if (node.val == min) {
                if (node.left != null) {
                    stack.push(node.left);
                }
                if (node.right != null) {
                    stack.push(node.right);
                }
            }
        }
        if (min == second) {
            return -1;
        }
        return second == Integer.MAX_VALUE ? -1 : second;
    }
}

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06 小結

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