AVL Tree
Detailed guide and Python implementation for the 'AVL Tree' problem.
1. 学ぶ
The 'AVL Tree' problem is a key challenge in the Trees section.
This implementation focuses on medium-level logic in Python.
We prioritize technical accuracy and code readability in our provided solutions.
2. Real-World Applications
3. Visual Intuition
Visualizing the logic flow for AVL Tree.
4. Prerequisites
5. Step-by-Step Thinking
1. Understand the problem
Read the problem statement for AVL Tree carefully.
2. Formulate brute force
Draft a simple iterative solution.
3. Identify inefficiency
Look for redundant calculations.
4. Optimize search path
Use hashing or sorting to speed up the process.
5. Final Implementation
実稼働標準に合わせてコードをクリーンアップします。 ---パイセップ--- 空の入力構造体 ---パイセップ--- 単一要素入力 ---パイセップ--- 大きな数値限界 ---パイセップ--- Trees アプローチのロジックを説明してください。 ---パイセップ--- null または空の入力などの特殊なケースについて説明します。 ---パイセップ--- 標準ツリーの問題プロパティが適用されます。 ---パイセップ--- セットやヒープなどの Trees 固有のデータ構造の使用を検討してください。 ---パイセップ--- Bツリー ---パイセップ--- 「B ツリー」問題の詳細なガイドと __PYTERM_0__ 実装。 ---パイセップ--- B ツリー構造ノードのプロパティが有効かどうかを確認する関数 __PYCODE_0__ を作成します。具体的には、すべてのリーフ ノードが同じ深度にあり、すべてのノード (ルートを除く) に __PYCODE_2__ から __PYCODE_3__ の間のキーがある場合、__PYCODE_1__ を返します (__PYCODE_4__ が最小次数)。入力形式: __PYCODE_5__ ノード ID をキーのリストにマッピング、__PYCODE_6__ ノード ID を子 ID のリストにマッピング、および最小次数 __PYCODE_7__。 ---パイセップ--- DSA セクション ---パイセップ--- 木々 ---パイセップ--- 「B ツリー」問題は、「ツリー」セクションの重要な課題です。 ---パイセップ--- この実装は、__PYTERM_0__ の中レベルのロジックに焦点を当てています。 ---パイセップ--- 当社は、提供するソリューションにおいて技術的な正確さとコードの読みやすさを優先します。 ---パイセップ--- アルゴリズム工学 ---パイセップ--- 競技プログラミング ---パイセップ--- 技術的評価 ---パイセップ--- B Treeのロジックフローを可視化します。 ---パイセップ--- B ツリーの問題文を注意深く読んでください。 ---パイセップ--- 単純な反復ソリューションの草案を作成します。 ---パイセップ--- 冗長な計算を探します。 ---パイセップ--- プロセスを高速化するには、ハッシュまたはソートを使用します。 ---パイセップ--- 実稼働標準に合わせてコードをクリーンアップします。 ---パイセップ--- 空の入力構造体 ---パイセップ--- 単一要素入力 ---パイセップ--- 大きな数値限界 ---パイセップ--- Trees アプローチのロジックを説明してください。 ---パイセップ--- null または空の入力などの特殊なケースについて説明します。 ---パイセップ--- 標準ツリーの問題プロパティが適用されます。 ---パイセップ--- セットやヒープなどの Trees 固有のデータ構造の使用を検討してください。 ---パイセップ--- ツリートラバーサル ---パイセップ--- 「ツリー トラバーサル」問題の詳細なガイドと __PYTERM_0__ 実装。 ---パイセップ--- バイナリ ツリー __PYCODE_1__ の配列表現を受け取り、ツリーの __PYCODE_2__ 走査を含むリストのリストを返す関数 __PYCODE_0__ を作成します。 ---パイセップ--- DSA セクション ---パイセップ--- 木々 ---パイセップ--- 「ツリー トラバーサル」問題は、ツリー セクションの重要な課題です。 ---パイセップ--- この実装は、__PYTERM_0__ の中レベルのロジックに焦点を当てています。 ---パイセップ--- 当社は、提供するソリューションにおいて技術的な正確さとコードの読みやすさを優先します。
問題提起
Write a function is_avl_balanced(tree_arr) that takes an array representation of a binary tree tree_arr and returns True if the tree is height-balanced (for every node, the height of its left and right subtrees differs by at most 1) and is a valid BST, or False otherwise.
- •0 <= len(tree_arr) <= 1000
例
tree_arr = [3, 9, 20, None, None, 15, 7]
True
The tree is a valid BST and the depth difference of left/right subtrees of all nodes is at most 1.
tree_arr = [1, 2, None, 3, None, None, None, 4]
False
The tree is unbalanced because leaf node 4 is at depth 4 while right subtree of node 1 is empty.
Need a Hint?
Edge Cases to Watch
- Empty input structures
- Single element inputs
- Large numerical bounds
解決する準備はできましたか?
Open the problem in PyRun's browser-based Python editor. Your code runs fully offline — no server required.
インタビューの洞察とバリエーション
複雑さの分析の内訳
なぜ時間がかかるのか: Directly evaluates all possibilities.
なぜ宇宙なのか: Uses standard local memory.
なぜ時間がかかるのか: Optimized paths reduce total operations.
なぜ宇宙なのか: May trade memory for speed.
最適化されたソリューションの Python コード
最適化されたソリューションの Python コード
def create_avl_tree_opt(arr: list) -> list:
class AVLTreeNode:
def __init__(self, val=0):
self.val = val
self.left = None
self.right = None
self.height = 1
def get_height(node):
return node.height if node else 0
def get_balance(node):
return get_height(node.left) - get_height(node.right) if node else 0
def rotate_right(y):
x = y.left
T2 = x.right
x.right = y
y.left = T2
y.height = 1 + max(get_height(y.left), get_height(y.right))
x.height = 1 + max(get_height(x.left), get_height(x.right))
return x
def rotate_left(x):
y = x.right
T2 = y.left
y.left = x
x.right = T2
x.height = 1 + max(get_height(x.left), get_height(x.right))
y.height = 1 + max(get_height(y.left), get_height(y.right))
return y
def insert(node, val):
if not node:
return AVLTreeNode(val)
if val < node.val:
node.left = insert(node.left, val)
else:
node.right = insert(node.right, val)
node.height = 1 + max(get_height(node.left), get_height(node.right))
balance = get_balance(node)
# Left Left
if balance > 1 and val < node.left.val:
return rotate_right(node)
# Right Right
if balance < -1 and val > node.right.val:
return rotate_left(node)
# Left Right
if balance > 1 and val > node.left.val:
node.left = rotate_left(node.left)
return rotate_right(node)
# Right Left
if balance < -1 and val < node.right.val:
node.right = rotate_right(node.right)
return rotate_left(node)
return node
if not arr: return []
root = None
for val in arr:
root = insert(root, val)
# Serialize level-order
res = []
queue = [root]
while queue:
curr = queue.pop(0)
if curr:
res.append(curr.val)
queue.append(curr.left)
queue.append(curr.right)
else:
res.append(None)
while res and res[-1] is None:
res.pop()
return resブルート フォース コード (スポイラーガード付き)
ブルート フォース コード (スポイラーガード付き)
def create_avl_tree_brute(arr: list) -> list:
# Standard AVL tree insertion with rotations, returns level order list
class AVLTreeNode:
def __init__(self, val=0):
self.val = val
self.left = None
self.right = None
self.height = 1
def get_height(node):
return node.height if node else 0
def get_balance(node):
return get_height(node.left) - get_height(node.right) if node else 0
def rotate_right(y):
x = y.left
T2 = x.right
x.right = y
y.left = T2
y.height = 1 + max(get_height(y.left), get_height(y.right))
x.height = 1 + max(get_height(x.left), get_height(x.right))
return x
def rotate_left(x):
y = x.right
T2 = y.left
y.left = x
x.right = T2
x.height = 1 + max(get_height(x.left), get_height(x.right))
y.height = 1 + max(get_height(y.left), get_height(y.right))
return y
def insert(node, val):
if not node:
return AVLTreeNode(val)
if val < node.val:
node.left = insert(node.left, val)
else:
node.right = insert(node.right, val)
node.height = 1 + max(get_height(node.left), get_height(node.right))
balance = get_balance(node)
if balance > 1 and val < node.left.val:
return rotate_right(node)
if balance < -1 and val > node.right.val:
return rotate_left(node)
if balance > 1 and val > node.left.val:
node.left = rotate_left(node.left)
return rotate_right(node)
if balance < -1 and val < node.right.val:
node.right = rotate_right(node.right)
return rotate_left(node)
return node
if not arr: return []
root = None
for val in arr:
root = insert(root, val)
return tree_to_list(root)Algorithm Pattern Checklist
When dealing with Trees data patterns.
- Are constraints clear?
- Is there a linear or logarithmic optimization possible?
Key Revision Notes
Standard Trees problem properties apply.
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