在 C++ 中查找二叉搜索树中最接近的元素

假设我们有一个二叉搜索树 (BST) 和一个目标值；我们必须在给定的 BST 中找到 k 个最接近目标值的元素。这里目标值是一个浮点数。我们可以假设 k 始终有效，并且 k ≤ 节点总数。

因此，如果输入如下所示：

target = 3.714286，k = 2，则输出为 [4, 3]

为了解决这个问题，我们将遵循以下步骤：

• 定义一个函数 pushSmaller()，它将接收节点、堆栈 st 和目标值。

• 当节点不存在时，执行以下操作：

  • 如果节点的值 < 目标值，则：

    • 将节点插入到 st 中

    • node := node 的右节点

  • 否则

    • node := node 的左节点

• 定义一个函数 pushLarger()，它将接收节点、堆栈 st 和目标值。

• 当节点为空时，执行以下操作：

  • 如果节点的值 >= 目标值，则：

    • 将节点插入到 st 中

    • node := node 的左节点

  • 否则

    • node := node 的右节点

• 从主方法执行以下操作：

• 定义一个数组 ret

• 定义一个堆栈 smaller

• 定义一个堆栈 larger

• pushLarger(root, larger, target)

• pushSmaller(root, smaller, target)

• 当 k 非零时，每一步递减 k，执行以下操作：

  • 如果 smaller 不为空，并且 (larger 为空或 |target - smaller 堆栈顶部元素的值| < |target - larger 堆栈顶部元素的值|)

    • curr = smaller 堆栈的顶部元素

    • 从 smaller 中删除元素

    • 将 curr 的值插入到 ret 的末尾

    • pushSmaller(curr 的左节点, smaller, target)

  • 否则

    • curr = larger 堆栈的顶部元素

    • 从 larger 中删除元素

    • 将 curr 的值插入到 ret 的末尾

    • pushSmaller(curr 的右节点, larger, target)

• 返回 ret

示例

让我们看看下面的实现，以便更好地理解：

在线演示

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
void print_vector(vector<auto> v){
   for(int i = 0; i<v.size(); i++){
      cout << v[i] << ", ";
   }
   cout << "]"<<endl;
}
class TreeNode{
   public:
      int val;
      TreeNode *left, *right;
      TreeNode(int data){
         val = data;
         left = NULL;
         right = NULL;
      }
};
void insert(TreeNode **root, int val){
   queue<TreeNode*> q;
   q.push(*root);
   while(q.size()){
      TreeNode *temp = q.front();
      q.pop();
      if(!temp->left){
         if(val != NULL)
            temp->left = new TreeNode(val);
         else
            temp->left = new TreeNode(0);
         return;
      }
      else{
         q.push(temp->left);
      }
      if(!temp->right){
         if(val != NULL)
            temp->right = new TreeNode(val);
         else
            temp->right = new TreeNode(0);
         return;
      }
      else{
         q.push(temp->right);
      }
   }
}
TreeNode *make_tree(vector<int> v){
   TreeNode *root = new TreeNode(v[0]);
   for(int i = 1; i<v.size(); i++){
      insert(&root, v[i]);
   }
   return root;
}
class Solution {
   public:
   vector<int> closestKValues(TreeNode* root, double target, int k){
      vector<int> ret;
      stack<TreeNode*> smaller;
      stack<TreeNode*> larger;
      pushLarger(root, larger, target);
      pushSmaller(root, smaller, target);
      while (k--) {
         if (!smaller.empty() && (larger.empty() || (abs(target - smaller.top()->val) < abs(target - larger.top()->val)))) {
            TreeNode* curr = smaller.top();
            smaller.pop();
            ret.push_back(curr->val);
            pushSmaller(curr->left, smaller, target);
         }
         else {
            TreeNode* curr = larger.top();
            larger.pop();
            ret.push_back(curr->val);
            pushLarger(curr->right, larger, target);
      }
   }
   return ret;
}
void pushSmaller(TreeNode* node, stack <TreeNode*>& st, double target){
   while (node) {
      if (node->val < target) {
         st.push(node);
         node = node->right;
      }
      else {
         node = node->left;
      }
   }
}
void pushLarger(TreeNode* node, stack <TreeNode*>& st, double target){
   while (node) {
      if (node->val >= target) {
         st.push(node);
         node = node->left;
      }
      else
         node = node->right;
      }
   }
};
main(){
   Solution ob;
   vector<int> v = {4,2,5,1,3};
   TreeNode *root = make_tree(v);
   print_vector(ob.closestKValues(root, 3.7142, 2));
}

输入

{4,2,5,1,3}, 3.7142, 2

输出

[4, 3, ]

Arnab Chakraborty

更新于：2020年8月19日

浏览量：285

开启您的 职业生涯

完成课程获得认证

开始学习