Convert Sorted List to Binary Search Tree

Given a singly linked list where elements are sorted in ascending order, convert it to a height balanced BST.

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SOLUTION 1:

这个方法比较暴力,每次遍历当前list,找到中间的节点,建立 root,分别使用递归建立左树以及右树,并将左右树挂在root之下。但这个算法会复杂度很高。
建立root次数为N,每次遍历最多N次,最坏为N平方(实际不会这么多)
 public TreeNode sortedListToBST1(ListNode head) {
ListNode fast = head;
ListNode slow = head; ListNode pre = head; if (head == null) {
return null;
} TreeNode root = null;
if (head.next == null) {
root = new TreeNode(head.val);
root.left = null;
root.right = null;
return root;
} // get the middle node.
while (fast != null && fast.next != null) {
fast = fast.next.next; // record the node before the SLOW.
pre = slow;
slow = slow.next;
} // cut the list to two parts.
pre.next = null;
TreeNode left = sortedListToBST1(head);
TreeNode right = sortedListToBST1(slow.next); root = new TreeNode(slow.val);
root.left = left;
root.right = right; return root;
}

SOLUTION 2:

 这个解法使用一个参数来记录当前正在操作的List Node. DFS本身的效果是,从head直到尾部建树,并且将currNode移动到size+1处。

这样可以在1次iterator 我们的List后直接建立树。
这是一种Bottom-up的建树方法。如果我们使用C++,则可以将List Node的指针直接做为入参。我们这里使用了类似的方法,不过,
Java不能使用指针,所以我们自建一个自定义的类,里面只有一个ListNode,这样我们就能方便地修改入参了(好纠结啊,这时主页君就开始怀念起C的指针了),
:)
C++版本可以参见张磊哥哥的解答喔:)
 public TreeNode sortedListToBST(ListNode head) {
if (head == null) {
return null;
} int size = ;
ListNode cur = head;
while (cur != null) {
size++;
cur = cur.next;
} CurrNode curNode = new CurrNode(head);
return sortedListToBSTHelp(curNode, size);
} public class CurrNode {
ListNode node; CurrNode(ListNode node) {
this.node = node;
}
} // when the recursion is done, the curr node should point to the node
// which is the next of the block.
public TreeNode sortedListToBSTHelp(CurrNode curr, int size) {
if (size <= ) {
return null;
} TreeNode left = sortedListToBSTHelp(curr, size/); // because we want to deal with the right block.
TreeNode root = new TreeNode(curr.node.val);
curr.node = curr.node.next; TreeNode right = sortedListToBSTHelp(curr, size - - size/); root.left = left;
root.right = right; return root;
}

SOLUTION 3:

这个解法使用一个instance variable 来记录当前正在操作的List Node. DFS本身的效果是,从head直到尾部建树,并且将currNode移动到size+1处。
这样可以在1次iterator 我们的List后直接建立树。
这是一种Bottom-up的建树方法。如果我们使用C++,则可以将List Node直接做为入参来改变之而不需要使用实例变量。
问题是:我们如果可以的话,尽量不要使用实例变量,因为它是各个Method 共享的,所以这个方法存在风险。因为变量有可能被别的方法修改。
 
这个dfs的意思就是 对一个以head 起始的list, size为大小的list建一个树,一个bfs树
并且这个dfs有一个作用 会把指针移动到这个要建的树的下一个位置
 
这样 我们先建立左树,        TreeNode left = dfs(head, size / 2);
经过这一行 cur就移动到了中间
我们建立 一个根         TreeNode root = new TreeNode(curNode.val);

把cur移动到下一个     curNode = curNode.next;
再用递归建立右树      

 
构造我们想要的树 返回根结果
root.left = left;
root.right = right;
return root;
 /**
* Definition for singly-linked list.
* public class ListNode {
* int val;
* ListNode next;
* ListNode(int x) { val = x; next = null; }
* }
*/
/**
* Definition for binary tree
* public class TreeNode {
* int val;
* TreeNode left;
* TreeNode right;
* TreeNode(int x) { val = x; }
* }
*/
public class Solution {
ListNode curNode = null; public TreeNode sortedListToBST(ListNode head) {
if (head == null) {
return null;
} int size = ;
ListNode cur = head;
while (cur != null) {
size++;
cur = cur.next;
} curNode = head;
return dfs(head, size);
} // Use the size to control.
public TreeNode dfs(ListNode head, int size) {
if (size <= ) {
return null;
} TreeNode left = dfs(head, size / );
TreeNode root = new TreeNode(curNode.val); // move the current node to the next place.
curNode = curNode.next;
TreeNode right = dfs(curNode, size - size / - ); root.left = left;
root.right = right; return root;
}
}

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