Convert Sorted Array to Binary Search Tree

pullrequests/convert_sorted_array_to_binary_search_tree/step1.go

@@ -0,0 +1,31 @@
+//lint:file-ignore U1000 Ignore all unused code
+package convertsortedarraytobinarysearchtree
+
+type TreeNode struct {
+	Val   int
+	Left  *TreeNode
+	Right *TreeNode
+}
+
+/*
+レビュワーの方へ：
+	- このコードは既にGoの標準のフォーマッタで整形済みです。演算子の周りにスペースがあったりなかったりしますが、これはGoのフォーマッタによるもので、優先順位の高い演算子の周りにはスペースが入らず、低い演算子の周りには入るようになっています。https://qiita.com/tchssk/items/77030b4271cd192d0347
+*/
+
+/*
+時間：10分
+最初に解法を思いつくのに時間がかかったが、BSTはノードの値がleft < root < rightということを思い出して解くことができた。
+
+Goではスライスはポインタをずらすだけなのでメモリコピーは発生しないという認識。
+*/
+func sortedArrayToBST(nums []int) *TreeNode {
+	if len(nums) == 0 {
+		return nil
+	}
+	midIndex := len(nums) / 2
+	return &TreeNode{
+		Val:   nums[midIndex],
+		Left:  sortedArrayToBST(nums[:midIndex]),
+		Right: sortedArrayToBST(nums[midIndex+1:]),
+	}
+}

pullrequests/convert_sorted_array_to_binary_search_tree/step2.go

@@ -0,0 +1,112 @@
+//lint:file-ignore U1000 Ignore all unused code
+package convertsortedarraytobinarysearchtree
+
+import "container/list"
+
+/*
+レビュワーの方へ：
+	- このコードは既にGoの標準のフォーマッタで整形済みです。演算子の周りにスペースがあったりなかったりしますが、これはGoのフォーマッタによるもので、優先順位の高い演算子の周りにはスペースが入らず、低い演算子の周りには入るようになっています。https://qiita.com/tchssk/items/77030b4271cd192d0347
+*/
+
+/*
+他の人の解法を見て、Helper関数を使った変形や、イテレーティブにBFSやDFSで解く方法も実装してみた。
+*/
+func sortedArrayToBSTClosed(nums []int) *TreeNode {
+	if len(nums) == 0 {
+		return nil
+	}
+	return sortedArrayToBSTClosedHelper(nums, 0, len(nums)-1)
+}
+
+func sortedArrayToBSTClosedHelper(nums []int, left, right int) *TreeNode {
+	if left > right {
+		return nil
+	}
+	mid := left + (right-left)/2
+	return &TreeNode{
+		Val:   nums[mid],
+		Left:  sortedArrayToBSTClosedHelper(nums, left, mid-1),
+		Right: sortedArrayToBSTClosedHelper(nums, mid+1, right),
+	}
+}
+
+func sortedArrayToBSTHalfOpen(nums []int) *TreeNode {
+	if len(nums) == 0 {
+		return nil
+	}
+	return sortedArrayToBSTHalfOpenHelper(nums, 0, len(nums))
+}
+
+func sortedArrayToBSTHalfOpenHelper(nums []int, left, right int) *TreeNode {
+	if left == right {
+		return nil
+	}
+	mid := left + (right-left)/2
+	return &TreeNode{
+		Val:   nums[mid],
+		Left:  sortedArrayToBSTHalfOpenHelper(nums, left, mid),
+		Right: sortedArrayToBSTHalfOpenHelper(nums, mid+1, right),
+	}
+}
+
+type bstElement struct {
+	root  *TreeNode
+	left  []int
+	right []int
+}
+
+func sortedArrayToBSTDFS(nums []int) *TreeNode {
+	if len(nums) == 0 {
+		return nil
+	}
+	midIndex := len(nums) / 2
+	root := &TreeNode{Val: nums[midIndex]}
+	stack := []bstElement{{root, nums[:midIndex], nums[midIndex+1:]}}
+	for len(stack) > 0 {
+		e := stack[len(stack)-1]
+		stack = stack[:len(stack)-1]
+		if len(e.left) > 0 {
+			leftMid := len(e.left) / 2
+			e.root.Left = &TreeNode{Val: e.left[leftMid]}
+			stack = append(stack, bstElement{
+				e.root.Left, e.left[:leftMid], e.left[leftMid+1:],
+			})
+		}
+		if len(e.right) > 0 {
+			rightMid := len(e.right) / 2
+			e.root.Right = &TreeNode{Val: e.right[rightMid]}
+			stack = append(stack, bstElement{
+				e.root.Right, e.right[:rightMid], e.right[rightMid+1:],
+			})
+		}
+	}
+	return root
+}
+
+func sortedArrayToBSTBFS(nums []int) *TreeNode {
+	if len(nums) == 0 {
+		return nil
+	}
+	midIndex := len(nums) / 2
+	root := &TreeNode{Val: nums[midIndex]}
+	queue := list.New()
+	queue.PushBack(bstElement{root, nums[:midIndex], nums[midIndex+1:]})
+	for queue.Len() > 0 {
+		e := queue.Remove(queue.Front()).(bstElement)
+		if len(e.left) > 0 {
+			leftMid := len(e.left) / 2
+			e.root.Left = &TreeNode{Val: e.left[leftMid]}
+			queue.PushBack(bstElement{
+				e.root.Left, e.left[:leftMid], e.left[leftMid+1:],
+			})
+		}
+		if len(e.right) > 0 {
+			rightMid := len(e.right) / 2
+			e.root.Right = &TreeNode{Val: e.right[rightMid]}
+			queue.PushBack(bstElement{
+				e.root.Right, e.right[:rightMid], e.right[rightMid+1:],
+			})
+		}
+	}
+	return root
+}

pullrequests/convert_sorted_array_to_binary_search_tree/step3.go

@@ -0,0 +1,36 @@
+//lint:file-ignore U1000 Ignore all unused code
+package convertsortedarraytobinarysearchtree
+
+/*
+レビュワーの方へ：
+	- このコードは既にGoの標準のフォーマッタで整形済みです。演算子の周りにスペースがあったりなかったりしますが、これはGoのフォーマッタによるもので、優先順位の高い演算子の周りにはスペースが入らず、低い演算子の周りには入るようになっています。https://qiita.com/tchssk/items/77030b4271cd192d0347
+*/
+
+/*
+その他にも最初にdummyノードで完全二分木を構築してから、In-orer traversalで値をセットしていくという方法で解いている人もいたので、同様に実装してみた。
+*/
+func sortedArrayToBSTInorder(nums []int) *TreeNode {
+	root := dummyCompleteBinaryTree(0, len(nums))
+	setValueInorder(root, nums)
+	return root
+}
+
+func dummyCompleteBinaryTree(index, length int) *TreeNode {
+	if index >= length {
+		return nil
+	}
+	node := &TreeNode{}
+	node.Left = dummyCompleteBinaryTree(index*2+1, length)
+	node.Right = dummyCompleteBinaryTree(index*2+2, length)
+	return node
+}
+
+func setValueInorder(root *TreeNode, nums []int) []int {
+	if root == nil || len(nums) == 0 {
+		return nums
+	}
+	nums = setValueInorder(root.Left, nums)
+	root.Val = nums[0]
+	nums = setValueInorder(root.Right, nums[1:])
+	return nums
+}