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## 700.二叉搜索树中的搜索 题目地址:https://leetcode-cn.com/problems/search-in-a-binary-search-tree/ 给定二叉搜索树(BST)的根节点和一个值。 你需要在BST中找到节点值等于给定值的节点。 返回以该节点为根的子树。 如果节点不存在,则返回 NULL。 例如, ![700.二叉搜索树中的搜索](https://img-blog.csdnimg.cn/20210204155522476.png) 在上述示例中,如果要找的值是 5,但因为没有节点值为 5,我们应该返回 NULL。 ## 思路 之前我们讲了都是普通二叉树,那么接下来看看二叉搜索树。 在[关于二叉树,你该了解这些!](https://mp.weixin.qq.com/s/_ymfWYvTNd2GvWvC5HOE4A)中,我们已经讲过了二叉搜索树。 二叉搜索树是一个有序树: * 若它的左子树不空,则左子树上所有结点的值均小于它的根结点的值; * 若它的右子树不空,则右子树上所有结点的值均大于它的根结点的值; * 它的左、右子树也分别为二叉搜索树 这就决定了,二叉搜索树,递归遍历和迭代遍历和普通二叉树都不一样。 本题,其实就是在二叉搜索树中搜索一个节点。那么我们来看看应该如何遍历。 ## 递归法 1. 确定递归函数的参数和返回值 递归函数的参数传入的就是根节点和要搜索的数值,返回的就是以这个搜索数值所在的节点。 代码如下: ``` TreeNode* searchBST(TreeNode* root, int val) ``` 2. 确定终止条件 如果root为空,或者找到这个数值了,就返回root节点。 ``` if (root == NULL || root->val == val) return root; ``` 3. 确定单层递归的逻辑 看看二叉搜索树的单层递归逻辑有何不同。 因为二叉搜索树的节点是有序的,所以可以有方向的去搜索。 如果root->val > val,搜索左子树,如果root->val < val,就搜索右子树,最后如果都没有搜索到,就返回NULL。 代码如下: ``` if (root->val > val) return searchBST(root->left, val); // 注意这里加了return if (root->val < val) return searchBST(root->right, val); return NULL; ``` 这里可能会疑惑,在递归遍历的时候,什么时候直接return 递归函数的返回值,什么时候不用加这个 return呢。 我们在[二叉树:递归函数究竟什么时候需要返回值,什么时候不要返回值?](https://mp.weixin.qq.com/s/6TWAVjxQ34kVqROWgcRFOg)中讲了,如果要搜索一条边,递归函数就要加返回值,这里也是一样的道理。 **因为搜索到目标节点了,就要立即return了,这样才是找到节点就返回(搜索某一条边),如果不加return,就是遍历整棵树了。** 整体代码如下: ```C++ class Solution { public: TreeNode* searchBST(TreeNode* root, int val) { if (root == NULL || root->val == val) return root; if (root->val > val) return searchBST(root->left, val); if (root->val < val) return searchBST(root->right, val); return NULL; } }; ``` ## 迭代法 一提到二叉树遍历的迭代法,可能立刻想起使用栈来模拟深度遍历,使用队列来模拟广度遍历。 对于二叉搜索树可就不一样了,因为二叉搜索树的特殊性,也就是节点的有序性,可以不使用辅助栈或者队列就可以写出迭代法。 对于一般二叉树,递归过程中还有回溯的过程,例如走一个左方向的分支走到头了,那么要调头,在走右分支。 而**对于二叉搜索树,不需要回溯的过程,因为节点的有序性就帮我们确定了搜索的方向。** 例如要搜索元素为3的节点,**我们不需要搜索其他节点,也不需要做回溯,查找的路径已经规划好了。** 中间节点如果大于3就向左走,如果小于3就向右走,如图: ![二叉搜索树](https://img-blog.csdnimg.cn/20200812190213280.png) 所以迭代法代码如下: ```C++ class Solution { public: TreeNode* searchBST(TreeNode* root, int val) { while (root != NULL) { if (root->val > val) root = root->left; else if (root->val < val) root = root->right; else return root; } return NULL; } }; ``` 第一次看到了如此简单的迭代法,是不是感动的痛哭流涕,哭一会~ ## 总结 本篇我们介绍了二叉搜索树的遍历方式,因为二叉搜索树的有序性,遍历的时候要比普通二叉树简单很多。 但是一些同学很容易忽略二叉搜索树的特性,所以写出遍历的代码就未必真的简单了。 所以针对二叉搜索树的题目,一样要利用其特性。 文中我依然给出递归和迭代两种方式,可以看出写法都非常简单,就是利用了二叉搜索树有序的特点。 ## 其他语言版本 Java: ```Java class Solution { // 递归,普通二叉树 public TreeNode searchBST(TreeNode root, int val) { if (root == null || root.val == val) { return root; } TreeNode left = searchBST(root.left, val); if (left != null) { return left; } return searchBST(root.right, val); } } class Solution { // 递归,利用二叉搜索树特点,优化 public TreeNode searchBST(TreeNode root, int val) { if (root == null || root.val == val) { return root; } if (val < root.val) { return searchBST(root.left, val); } else { return searchBST(root.right, val); } } } class Solution { // 迭代,普通二叉树 public TreeNode searchBST(TreeNode root, int val) { if (root == null || root.val == val) { return root; } Stack stack = new Stack<>(); stack.push(root); while (!stack.isEmpty()) { TreeNode pop = stack.pop(); if (pop.val == val) { return pop; } if (pop.right != null) { stack.push(pop.right); } if (pop.left != null) { stack.push(pop.left); } } return null; } } class Solution { // 迭代,利用二叉搜索树特点,优化,可以不需要栈 public TreeNode searchBST(TreeNode root, int val) { while (root != null) if (val < root.val) root = root.left; else if (val > root.val) root = root.right; else return root; return root; } } ``` Python: 递归法: ```python # Definition for a binary tree node. # class TreeNode: # def __init__(self, val=0, left=None, right=None): # self.val = val # self.left = left # self.right = right class Solution: def searchBST(self, root: TreeNode, val: int) -> TreeNode: if not root or root.val == val: return root //为空或者已经找到都是直接返回root,所以合并了 if root.val > val: return self.searchBST(root.left,val) //注意一定要加return else: return self.searchBST(root.right,val) ``` 迭代法: ```python class Solution: def searchBST(self, root: TreeNode, val: int) -> TreeNode: while root is not None: if val < root.val: root = root.left elif val > root.val: root = root.right else: return root return root ``` Go: > 递归法 ```go /** * Definition for a binary tree node. * type TreeNode struct { * Val int * Left *TreeNode * Right *TreeNode * } */ //递归法 func searchBST(root *TreeNode, val int) *TreeNode { if root==nil||root.Val==val{ return root } if root.Val>val{ return searchBST(root.Left,val) } return searchBST(root.Right,val) } ``` > 迭代法 ```go /** * Definition for a binary tree node. * type TreeNode struct { * Val int * Left *TreeNode * Right *TreeNode * } */ //迭代法 func searchBST(root *TreeNode, val int) *TreeNode { for root!=nil{ if root.Val>val{ root=root.Left }else if root.Val 递归 ```javascript /** * Definition for a binary tree node. * function TreeNode(val, left, right) { * this.val = (val===undefined ? 0 : val) * this.left = (left===undefined ? null : left) * this.right = (right===undefined ? null : right) * } */ /** * @param {TreeNode} root * @param {number} val * @return {TreeNode} */ var searchBST = function (root, val) { if (!root || root.val === val) { return root; } if (root.val > val) return searchBST(root.left, val); if (root.val < val) return searchBST(root.right, val); return null; }; ``` > 迭代 ```javascript /** * Definition for a binary tree node. * function TreeNode(val, left, right) { * this.val = (val===undefined ? 0 : val) * this.left = (left===undefined ? null : left) * this.right = (right===undefined ? null : right) * } */ /** * @param {TreeNode} root * @param {number} val * @return {TreeNode} */ var searchBST = function (root, val) { while (root !== null) { if (root.val > val) root = root.left; else if (root.val < val) root = root.right; else return root; } return root; }; ``` ----------------------- * 作者微信:[程序员Carl](https://mp.weixin.qq.com/s/b66DFkOp8OOxdZC_xLZxfw) * B站视频:[代码随想录](https://space.bilibili.com/525438321) * 知识星球:[代码随想录](https://mp.weixin.qq.com/s/QVF6upVMSbgvZy8lHZS3CQ)