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LeetCode 刷题记录:653. 两数之和 IV - 输入 BST

前端

如何在 LeetCode 653 题中使用 DFS 解决两数之和问题:深入剖析二叉搜索树

前言

作为 LeetCode 刷题之旅的一环,我们今天将深入探讨第 653 题:“两数之和 IV - 输入 BST”。这道简单题型以其巧妙的构思脱颖而出,融合了二叉搜索树和深度优先搜索 (DFS) 这两个核心数据结构和算法。

二叉搜索树和 DFS 算法

二叉搜索树(BST) 是一种有序二叉树,其中每个节点的值都比其左子树的所有值大,但比其右子树的所有值小。这种特性使其在查找和检索数据方面非常高效。

深度优先搜索 (DFS) 是一种遍历二叉树的递归算法。它从根节点开始,沿着树的一条分支一直向下遍历,直到遇到叶子节点。然后,它回溯到上一个节点,并继续沿着另一条分支向下遍历。这个过程一直持续到遍历完整个树。

使用 DFS 解决 LeetCode 653 题

现在,让我们一探究竟,了解如何利用 DFS 来破解 LeetCode 653 题。

初始化

首先,我们需要初始化一些变量。我们需要一个变量来存储当前节点,一个变量来存储目标和,以及一个变量来存储结果。

def twoSumBST(root, target):
  current = root
  result = []

  # 遍历二叉搜索树
  while current:
    # 检查当前节点的值是否等于目标和的一半
    if current.val == target / 2:
      # 如果相等,则将当前节点的值添加到结果列表中
      result.append(current.val)

      # 然后,继续遍历二叉搜索树
      if current.left:
        current = current.left
      elif current.right:
        current = current.right
      else:
        current = None

    # 如果当前节点的值小于目标和的一半,则继续遍历左子树
    elif current.val < target / 2:
      current = current.left

    # 如果当前节点的值大于目标和的一半,则继续遍历右子树
    else:
      current = current.right

  # 返回结果列表
  return result

遍历二叉搜索树

接下来,我们需要遍历二叉搜索树。我们可以使用 DFS 来做到这一点。

# 遍历二叉搜索树
while current:
  # 检查当前节点的值是否等于目标和的一半
  if current.val == target / 2:
    # 如果相等,则将当前节点的值添加到结果列表中
    result.append(current.val)

    # 然后,继续遍历二叉搜索树
    if current.left:
      current = current.left
    elif current.right:
      current = current.right
    else:
      current = None

  # 如果当前节点的值小于目标和的一半,则继续遍历左子树
  elif current.val < target / 2:
    current = current.left

  # 如果当前节点的值大于目标和的一半,则继续遍历右子树
  else:
    current = current.right

检查当前节点的值

在遍历二叉搜索树的过程中,我们需要检查每个节点的值。

  • 如果当前节点的值等于目标和的一半,则将当前节点的值添加到结果列表中。
  • 如果当前节点的值小于目标和的一半,则继续遍历左子树。
  • 如果当前节点的值大于目标和的一半,则继续遍历右子树。

返回结果

遍历完整个二叉搜索树后,我们需要返回结果列表。

# 返回结果列表
return result

替代方法

除了 DFS 之外,还有其他方法可以解决 LeetCode 653 题。其中一种方法是使用广度优先搜索 (BFS)。BFS 也是一种遍历二叉树的算法,但它与 DFS 不同的是,BFS 是从根节点开始,沿着树的每一层依次遍历,直到遍历完整个树。

另一种方法是使用哈希表。我们可以将二叉搜索树中的所有节点的值存储在一个哈希表中。然后,我们可以遍历哈希表,检查是否存在两个节点的值之和等于目标和。如果存在,则将这两个节点的值添加到结果列表中。

总结

本文介绍了如何使用 DFS 来解决 LeetCode 653 题。我们还讨论了一些替代方法,以帮助您扩展对二叉搜索树算法的理解。希望您能从本文中学到一些有用的东西,并祝您在 LeetCode 刷题之旅中取得成功!

常见问题解答

1. 为什么使用 DFS 来解决这道题?
DFS 是遍历二叉搜索树的常用算法,因为它可以在时间和空间复杂度方面实现较高的效率。

2. 如何确定当前节点的值是否等于目标和的一半?
您可以使用一个变量来存储目标和的一半,然后将当前节点的值与该变量进行比较。

3. DFS 如何确保遍历整个二叉搜索树?
DFS 采用递归策略,它会不断探索当前节点的左子树和右子树,直到所有节点都被遍历。

4. 使用哈希表解决这道题的优点是什么?
使用哈希表可以快速查找是否存在两个节点的值之和等于目标和,从而提高时间复杂度。

5. BFS 和 DFS 之间的主要区别是什么?
DFS 沿着一条分支一直向下遍历,而 BFS 沿着树的每一层依次遍历。