C++のバイナリ検索ツリーで最も近い要素を検索します

1つの二分探索木（BST）と別のターゲット値があるとします。その与えられたBSTで、ターゲットに最も近いk個の値を見つける必要があります。ここで、ターゲット値は浮動小数点数です。 kは常に有効であり、k≤合計ノードであると想定できます。

したがって、入力が次のような場合

target =3.714286、k =2の場合、出力は[4,3]

これを解決するには、次の手順に従います-

• 関数pushSmaller（）を定義します。これにより、ノード、スタックst、およびターゲットが取得されます。

• ノードが存在しない場合は、-

  を実行します

  • ノードの値が<ターゲットの場合、-

    • stにノードを挿入

    • ノード：=ノードの右側

  • それ以外の場合

    • ノード：=ノードの左側

• 関数pushLarger（）を定義します。これにより、ノード、スタックst、ターゲット、

  が取得されます。

• ノードが空のときに、-

  を実行します

  • ノードのval>=targetの場合、-

    • stにノードを挿入

    • ノード：=ノードの左側

  • それ以外の場合

    • ノード：=ノードの右側

• メインの方法から、次のようにします-

• 配列retを定義する

• スタックを1つ小さく定義します

• スタックを1つ大きく定義する

• pushLarger（root、larger、target）

• pushSmaller（root、smaller、target）

• kがゼロ以外の場合、各ステップでkを減らし、-

  を実行します。

  • smallが空ではなく、（largerが空または|target-smallerの最上位要素の値|<| target--largerのtopelement |）

    • curr=小さい方の一番上の要素

    • 小さい方から要素を削除する

    • retの最後にcurrのvalを挿入します

    • pushSmaller（currの左側、小さい、ターゲット）

  • それ以外の場合

    • curr=大きい方の一番上の要素

    • 大きい方から要素を削除する

    • retの最後にcurrのvalを挿入します

    • pushSmaller（currの右側、大きい、ターゲット）

• retを返す

例

理解を深めるために、次の実装を見てみましょう-

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
void print_vector(vector<auto> v){
   for(int i = 0; i<v.size(); i++){
      cout << v[i] << ", ";
   }
   cout << "]"<<endl;
}
class TreeNode{
   public:
      int val;
      TreeNode *left, *right;
      TreeNode(int data){
         val = data;
         left = NULL;
         right = NULL;
      }
};
void insert(TreeNode **root, int val){
   queue<TreeNode*> q;
   q.push(*root);
   while(q.size()){
      TreeNode *temp = q.front();
      q.pop();
      if(!temp->left){
         if(val != NULL)
            temp->left = new TreeNode(val);
         else
            temp->left = new TreeNode(0);
         return;
      }
      else{
         q.push(temp->left);
      }
      if(!temp->right){
         if(val != NULL)
            temp->right = new TreeNode(val);
         else
            temp->right = new TreeNode(0);
         return;
      }
      else{
         q.push(temp->right);
      }
   }
}
TreeNode *make_tree(vector<int> v){
   TreeNode *root = new TreeNode(v[0]);
   for(int i = 1; i<v.size(); i++){
      insert(&root, v[i]);
   }
   return root;
}
class Solution {
   public:
   vector<int> closestKValues(TreeNode* root, double target, int k){
      vector<int> ret;
      stack<TreeNode*> smaller;
      stack<TreeNode*> larger;
      pushLarger(root, larger, target);
      pushSmaller(root, smaller, target);
      while (k--) {
         if (!smaller.empty() && (larger.empty() || (abs(target - smaller.top()->val) < abs(target - larger.top()->val)))) {
            TreeNode* curr = smaller.top();
            smaller.pop();
            ret.push_back(curr->val);
            pushSmaller(curr->left, smaller, target);
         }
         else {
            TreeNode* curr = larger.top();
            larger.pop();
            ret.push_back(curr->val);
            pushLarger(curr->right, larger, target);
      }
   }
   return ret;
}
void pushSmaller(TreeNode* node, stack <TreeNode*>& st, double target){
   while (node) {
      if (node->val < target) {
         st.push(node);
         node = node->right;
      }
      else {
         node = node->left;
      }
   }
}
void pushLarger(TreeNode* node, stack <TreeNode*>& st, double target){
   while (node) {
      if (node->val >= target) {
         st.push(node);
         node = node->left;
      }
      else
         node = node->right;
      }
   }
};
main(){
   Solution ob;
   vector<int> v = {4,2,5,1,3};
   TreeNode *root = make_tree(v);
   print_vector(ob.closestKValues(root, 3.7142, 2));
}

入力

{4,2,5,1,3}, 3.7142, 2

出力

[4, 3, ]