【LeetCode】99. Recover Binary Search Tree 解題報告（Python）

題目分析：

二叉搜索樹中的兩個節點被錯誤地交換。請在不改變其結構的情況下，恢復這棵樹。
示例 1:

解題思路：

第一種：中序遍歷將數值取出來，然後排序，然後再插入進入，使用的空間複雜度是O(n)，見提交代碼1。
第二種：使用指針找到變動的那兩個值，空間複雜度爲常量見提交代碼2.

1. 設置n1，n2的值用於尋找那兩個點，self.n1 = TreeNode(None); self.n2 = TreeNode(None)
2. 設置pre節點用於保存上一個節點，根據上一個節點判斷當前節點是否是錯誤的self.pre = TreeNode(None)
3. 中序遍歷找到root.val < self.pre.val保存爲n1，n2
4. 交換n1，n2的值

第二種過程如下圖：

很明顯3和5顛倒了。那麼在中序遍歷時：當碰到第一個逆序時：爲5->4，那麼將n1指向5，n2指向4，注意，此時n1已經確定下來了。然後pre和root一直向後遍歷，直到碰到第二個逆序時：4->3，此時將n2指向3，那麼n1和n2都已經確定，只需要交換節點的值即可。pre指針用來比較中序遍歷中相鄰兩個值的大小關係。

提交代碼1：（遞歸+列表，Runtime: 80 ms, faster than 95.07% ）

class Solution:
    def inorder(self,  root: TreeNode, list_num: list, list_root: list) -> None:
        if root:
            self.inorder(root.left, list_num, list_root)
            list_num.append(root.val);list_root.append(root)
            self.inorder(root.right, list_num, list_root)
    def recoverTree(self, root: TreeNode) -> None:
        list_nums = []
        list_root = []
        self.inorder(root, list_nums, list_root)
        list_nums.sort()
        for i, root in enumerate(list_root):
            root.val = list_nums[i]

提交代碼2：（遞歸+指針，Runtime: 80 ms, faster than 95.07% ）

class Solution:

    def inorder(self,  root: TreeNode) -> None:
        if root:
            self.inorder(root.left)
            if self.pre and root.val != None and self.pre.val != None and root.val < self.pre.val:
                self.n2 = root
                if self.n1.val == None: self.n1 = self.pre
            self.pre = root
            self.inorder(root.right)

    def recoverTree(self, root: TreeNode) -> None:
        self.n1 = TreeNode(None); self.n2 = TreeNode(None)
        self.pre = TreeNode(None)
        self.inorder(root)
        self.n1.val, self.n2.val = self.n2.val, self.n1.val

參考博客