1932. 合并多棵二叉搜索树

2021/08/17 leetcode 共 2056 字,约 6 分钟

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给你 n 个 二叉搜索树的根节点 ,存储在数组 trees 中(下标从 0 开始),对应 n 棵不同的二叉搜索树。trees 中的每棵二叉搜索树 最多有 3 个节点 ,且不存在值相同的两个根节点。在一步操作中,将会完成下述步骤:

  • 选择两个 不同的 下标 i 和 j ,要求满足在 trees[i] 中的某个 叶节点 的值等于 trees[j] 的 根节点的值 。
  • 用 trees[j] 替换 trees[i] 中的那个叶节点。
  • 从 trees 中移除 trees[j] 。

如果在执行 n - 1 次操作后,能形成一棵有效的二叉搜索树,则返回结果二叉树的 根节点 ;如果无法构造一棵有效的二叉搜索树,返回 null 。

二叉搜索树是一种二叉树,且树中每个节点均满足下述属性:

  • 任意节点的左子树中的值都 严格小于 此节点的值。
  • 任意节点的右子树中的值都 严格大于 此节点的值。

叶节点是不含子节点的节点。

示例 1:

img

输入:trees = [[2,1],[3,2,5],[5,4]]
输出:[3,2,5,1,null,4]
解释:
第一步操作中,选出 i=1 和 j=0 ,并将 trees[0] 合并到 trees[1] 中。
删除 trees[0] ,trees = [[3,2,5,1],[5,4]] 。

在第二步操作中,选出 i=0 和 j=1 ,将 trees[1] 合并到 trees[0] 中。
删除 trees[1] ,trees = [[3,2,5,1,null,4]] 。

结果树如上图所示,为一棵有效的二叉搜索树,所以返回该树的根节点。

示例 2:

img

输入:trees = [[5,3,8],[3,2,6]]
输出:[]
解释:
选出 i=0 和 j=1 ,然后将 trees[1] 合并到 trees[0] 中。
删除 trees[1] ,trees = [[5,3,8,2,6]] 。

结果树如上图所示。仅能执行一次有效的操作,但结果树不是一棵有效的二叉搜索树,所以返回 null 。

示例 3:

img

输入:trees = [[5,4],[3]]
输出:[]
解释:无法执行任何操作。

示例 4:

img

输入:trees = [[2,1,3]]
输出:[2,1,3]
解释:trees 中只有一棵树,且这棵树已经是一棵有效的二叉搜索树,所以返回该树的根节点。

提示:

  • n == trees.length
  • 1 <= n <= 5 * 104
  • 每棵树中节点数目在范围 [1, 3] 内。
  • 输入数据的每个节点可能有子节点但不存在子节点的子节点
  • trees 中不存在两棵树根节点值相同的情况。
  • 输入中的所有树都是 有效的二叉树搜索树 。
  • 1 <= TreeNode.val <= 5 * 104.

solution

class Solution:
    def canMerge(self, trees: List[TreeNode]) -> TreeNode:
        roots = {}
        leaves = set()
        res = True

        for i, tree in enumerate(trees):
            if tree.left:
                leaves.add(tree.left.val)
            if tree.right:
                leaves.add(tree.right.val)
            roots[tree.val] = trees[i]
        t = [roots[l] for l in roots.keys() if l not in leaves]
        if len(t) == 0:
            return None
        final_root = t[0]
        del roots[final_root.val]
        data = []

        def lvr(node):
            if not node:
                return
            if node.val in leaves:
                if node.val in roots:
                    node_replace = roots[node.val]
                    del roots[node.val]
                    node.left = node_replace.left
                    node.right = node_replace.right
            lvr(node.left)
            data.append(node.val)
            lvr(node.right)

        lvr(final_root)
        # print(data)
        # print(final_root)
        for i in range(1, len(data)):
            if data[i] <= data[i - 1]:
                return None
        if len(roots) > 0:
            return None
        return final_root
 

def build_tree(data: list) -> TreeNode:
    if not data:
        return None
    root = TreeNode(data[0])
    i = 0
    q = collections.deque()
    q.append(root)
    null = "null"
    while q:
        cur = q.popleft()
        if i + 1 < len(data) and data[i + 1] != null:
            cur.left = TreeNode(data[i + 1])
            q.append(cur.left)
        if i + 2 < len(data) and data[i + 2] != null:
            cur.right = TreeNode(data[i + 2])
            q.append(cur.right)
        i += 2
    return root

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