BST 中的第 K 个最小元素
“BST 中的第 K 个最小元素”问题的详细指南和 Python 实现。
1. 学习
“BST 中的第 K 个最小元素”问题是树部分的一个关键挑战。
此实现侧重于 Python 中的简单级逻辑。
在我们提供的解决方案中，我们优先考虑技术准确性和代码可读性。
2. Real-World Applications
3. Visual Intuition
可视化 BST 中第 K 个最小元素的逻辑流程。
4. Prerequisites
5. Step-by-Step Thinking
1. Understand the problem
仔细阅读 BST 中第 K 个最小元素的问题陈述。
2. Formulate brute force
起草一个简单的迭代解决方案。
3. Identify inefficiency
寻找冗余计算。
4. Optimize search path
使用散列或排序来加速该过程。
5. Final Implementation
清理生产标准代码。
问题陈述
给定二叉搜索树的根和整数 k，返回树中所有节点值的第 k 个最小值（1 索引）。
该树被表示为一个级别顺序列表。实现函数 kthSmallest(root: list, k: int) -> int。
- •The number of nodes in the tree is n
- •1 <= k <= n <= 10000
- •0 <= Node.val <= 10000
示例
[3,1,4,None,2], 1
1
The in-order traversal is [1,2,3,4]. The 1st smallest is 1.
[5,3,6,2,4,None,None,1], 3
3
The in-order traversal is [1,2,3,4,5,6]. The 3rd smallest is 3.
Need a Hint?
Edge Cases to Watch
- 空输入结构
- 单元素输入
- 大数值范围
准备好解决了吗？
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面试见解和变化
复杂性分析分解
为什么时间: Directly evaluates all possibilities.
为什么选择太空: Uses standard local memory.
为什么时间: Optimized paths reduce total operations.
为什么选择太空: May trade memory for speed.
优化解决方案Python代码
优化解决方案Python代码
def kth_smallest_opt(root, k: int):
if isinstance(root, list):
r = build_tree(root)
return kth_smallest_opt_helper(r, k)
return kth_smallest_opt_helper(root, k)
def kth_smallest_opt_helper(root: TreeNode, k: int) -> int:
stack = []
curr = root
n = 0
while curr or stack:
while curr:
stack.append(curr)
curr = curr.left
curr = stack.pop()
n += 1
if n == k:
return curr.val
curr = curr.right暴力破解代码（剧透保护）
暴力破解代码（剧透保护）
def kth_smallest_brute(root, k: int):
if isinstance(root, list):
r = build_tree(root)
return kth_smallest_brute_helper(r, k)
return kth_smallest_brute_helper(root, k)
def kth_smallest_brute_helper(root: TreeNode, k: int) -> int:
vals = []
def inorder(node):
if not node: return
inorder(node.left)
vals.append(node.val)
inorder(node.right)
inorder(root)
return vals[k - 1]Algorithm Pattern Checklist
When dealing with Trees data patterns.
- Are constraints clear?
- Is there a linear or logarithmic optimization possible?
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