320场周赛 二叉搜索树最近节点查询

给你一个 二叉搜索树 的根节点 root ，和一个由正整数组成、长度为 n 的数组 queries 。

请你找出一个长度为 n 的 二维 答案数组 answer ，其中 answer[i] = [mini, maxi] ：

mini 是树中小于等于 queries[i] 的 最大值 。如果不存在这样的值，则使用 -1 代替。
maxi 是树中大于等于 queries[i] 的 最小值 。如果不存在这样的值，则使用 -1 代替。
返回数组 answer 。

示例 1 ：

输入：root = [6,2,13,1,4,9,15,null,null,null,null,null,null,14], queries = [2,5,16]
输出：[[2,2],[4,6],[15,-1]]
解释：按下面的描述找出并返回查询的答案：

• 树中小于等于 2 的最大值是 2 ，且大于等于 2 的最小值也是 2 。所以第一个查询的答案是 [2,2] 。
• 树中小于等于 5 的最大值是 4 ，且大于等于 5 的最小值是 6 。所以第二个查询的答案是 [4,6] 。
• 树中小于等于 16 的最大值是 15 ，且大于等于 16 的最小值不存在。所以第三个查询的答案是 [15,-1] 。
  示例 2 ：

输入：root = [4,null,9], queries = [3]
输出：[[-1,4]]
解释：树中不存在小于等于 3 的最大值，且大于等于 3 的最小值是 4 。所以查询的答案是 [-1,4] 。

提示：

树中节点的数目在范围 [2, 105] 内
1 <= Node.val <= 106
n == queries.length
1 <= n <= 105
1 <= queries[i] <= 106

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode.cn/problems/closest-nodes-queries-in-a-binary-search-tree
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解题思路1

参考二叉搜索树查找节点的方法可以按照如下方法进行查找：

1. 当前节点等于查询值，可以结束并且两个值都是当前节点
2. 当前节点小于查询值，那么可能存在更大的小于查询值的结果，向右搜索
3. 当前节点大于查询值，那么可能存在更小的大于查询值的结果，向左搜索
   时间复杂度：二叉搜索树不平衡O(q * n) 平衡(q * logn)

code

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    
    vector<int> find(TreeNode * root, int query)
    {
        int more_min = -1,less_max = -1;
        
        TreeNode * cur = root;
        
        while(cur != nullptr)
        {
            if(cur -> val > query)
            {
                more_min = cur -> val;
                cur = cur -> left;
            }
            else if( cur -> val < query)
            {
                less_max = cur -> val;
                cur = cur -> right;
            }
            else
            {
                return {query,query};
            }
        }
        
        return {less_max,more_min};
    }
    vector<vector<int>> closestNodes(TreeNode* root, vector<int>& queries) {
        
        vector<vector<int>> ans;
        
        for(int i = 0;i < queries.size();i ++)
        {
            ans.push_back(find(root,queries[i]));
        }
        
        
        return ans;
    }
};

解题思路2

中序遍历得到有序数组+两次二分查找(upper_bound和lowerbound)

code