[Leetcode] Inorder Successor in BST 二叉搜索樹中序下一個

Inorder Successor in BST

Given a binary search tree and a node in it, find the in-order successor of that node in the BST.

Note: If the given node has no in-order successor in the tree, return null.

路徑入棧法

複雜度

時間 O(N) 空間 O(N)

思路

題目給定根節點和目標節點。目標節點若是有右節點的狀況比較好處理，咱們只要返回它的右節點的最左邊的節點就好了（右節點本身沒有左節點時則是右節點自己）。若是目標節點沒有右節點，說明比目標節點稍大的節點應該在上面，由於咱們知道目標節點的左節點確定是比目標節點要小的。

那怎麼知道目標節點的上面是什麼呢？這時就須要從根節點搜索到目標節點了。這裏要注意的是，目標節點的父親不必定比目標節點大，由於有可能目標節點的是其父親的右孩子。因此咱們要找的上面，其實是從目標節點向根節點回溯時，第一個比目標節點大的節點。最差的狀況下，若是回溯到根節點仍是比目標節點要小的話，說明目標節點就是整個數最大的數了，這時候返回空。

那怎麼實現目標節點向根節點回溯，這裏用一個棧就好了，在咱們尋找目標節點時，把路徑上的節點都壓入棧中。

代碼

public class Solution {
    public TreeNode inorderSuccessor(TreeNode root, TreeNode p) {
        Stack<TreeNode> stk = new Stack<TreeNode>();
        TreeNode curr = root;
        // 找到目標節點並把路徑上的節點壓入棧
        while(curr != p){
            stk.push(curr);
            if(curr.val > p.val){
                curr = curr.left;
            } else {
                curr = curr.right;
            }
        }
        // 若是目標節點有右節點，則找到其右節點的最左邊的節點，就是下一個數
        if(curr.right != null){
            curr = curr.right;
            while(curr.left != null){
                curr = curr.left;
            }
            return curr;
        } else {
        // 若是沒有右節點，pop棧找到第一個比目標節點大的節點
            while(!stk.isEmpty() && stk.peek().val < curr.val){
                stk.pop();
            }
            // 若是棧都pop空了尚未比目標節點大的，說明沒有更大的了
            return stk.isEmpty() ? null : stk.pop();
        }
    }
}