【注释详细，思路清晰】【打卡第4天】leetcode热题HOT100之Java实现：173. 二叉搜索树迭代器

1、题目描述

二叉搜索树迭代器

实现一个二叉搜索树迭代器类BSTIterator ，表示一个按中序遍历二叉搜索树（BST）的迭代器：
BSTIterator(TreeNode root) 初始化 BSTIterator 类的一个对象。BST 的根节点 root 会作为构造函数的一部分给出。指针应初始化为一个不存在于 BST 中的数字，且该数字小于 BST 中的任何元素。
boolean hasNext() 如果向指针右侧遍历存在数字，则返回 true ；否则返回 false 。
int next()将指针向右移动，然后返回指针处的数字。
注意，指针初始化为一个不存在于 BST 中的数字，所以对 next() 的首次调用将返回 BST 中的最小元素。

你可以假设 next() 调用总是有效的，也就是说，当调用 next() 时，BST 的中序遍历中至少存在一个下一个数字。

示例：

输入
["BSTIterator", "next", "next", "hasNext", "next", "hasNext", "next", "hasNext", "next", "hasNext"]
[[[7, 3, 15, null, null, 9, 20]], [], [], [], [], [], [], [], [], []]
输出
[null, 3, 7, true, 9, true, 15, true, 20, false]

解释
BSTIterator bSTIterator = new BSTIterator([7, 3, 15, null, null, 9, 20]);
bSTIterator.next(); // 返回 3
bSTIterator.next(); // 返回 7
bSTIterator.hasNext(); // 返回 True
bSTIterator.next(); // 返回 9
bSTIterator.hasNext(); // 返回 True
bSTIterator.next(); // 返回 15
bSTIterator.hasNext(); // 返回 True
bSTIterator.next(); // 返回 20
bSTIterator.hasNext(); // 返回 False

2、算法分析

第一眼看这个题挺迷的。二叉搜索树最重要的性质就是中序遍历的结果是完全有序的序列，可以看做为实现二叉搜索树的升序迭代器。

我们可以保存全部的二叉搜索树的结点到集合List中，然后对集合中的元素的性质和长度，next，hasNext()进行设置条件。

递归遍历注意：有时候对递归遍历有点迷。只需要记住：递归遍历就像一个栈，当递归开始到结束类似入栈，然后返回的值再一次出栈即可。

具体看代码：

3、代码实现


class BSTIterator {
    
    // 集合元素的下标
    private int index;
    private List<Integer> list;

    // 通过构造函数实例化相关参数
    public BSTIterator(TreeNode root) {

        // index就是计算集合中存在元素的下标的
        index = 0;

        // 初始化集合
        list = new ArrayList<Integer>();

        // 中序遍历集合
        inOrderTree(root,list);
    }
    
    // 返回的是集合中下一个元素的值
    public int next() {
        // 获取集合元素
        return list.get(index++);
    }
    
    // 返回的是布尔类型，表示是否存在下一个元素，判断下标即可
    public boolean hasNext() {

        // 判断是否有下一个
        return index < list.size();
    }
    
    // 将二叉树中序遍历的全部结果保存到集合中
    private void inOrderTree(TreeNode root,List<Integer> list){
        // 先判断结点是否为空
        if(root == null){
            return ;
        }
        
        
        // 遍历左结点，遍历右结点
        inOrderTree(root.left,list);
        list.add(root.val);
        inOrderTree(root.right,list);
    }
}