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中等
树
二叉搜索树
二叉树

701. 二叉搜索树中的插入操作

English Version

题目描述

给定二叉搜索树（BST）的根节点 root 和要插入树中的值 value ，将值插入二叉搜索树。 返回插入后二叉搜索树的根节点。 输入数据 保证 ，新值和原始二叉搜索树中的任意节点值都不同。

注意，可能存在多种有效的插入方式，只要树在插入后仍保持为二叉搜索树即可。 你可以返回 任意有效的结果 。

 

示例 1：

输入：root = [4,2,7,1,3], val = 5
输出：[4,2,7,1,3,5]
解释：另一个满足题目要求可以通过的树是：

示例 2：

输入：root = [40,20,60,10,30,50,70], val = 25
输出：[40,20,60,10,30,50,70,null,null,25]

示例 3：

输入：root = [4,2,7,1,3,null,null,null,null,null,null], val = 5
输出：[4,2,7,1,3,5]

 

提示：

  • 树中的节点数将在 [0, 104]的范围内。
  • -108 <= Node.val <= 108
  • 所有值 Node.val 是 独一无二 的。
  • -108 <= val <= 108
  • 保证 val 在原始BST中不存在。

解法

方法一：递归

如果根节点为空，我们直接创建一个新节点，值为 $\textit{val}$，并返回。

如果根节点的值大于 $\textit{val}$，我们递归地将 $\textit{val}$ 插入到左子树中，并将左子树的根节点更新为返回后的根节点。

如果根节点的值小于 $\textit{val}$，我们递归地将 $\textit{val}$ 插入到右子树中，并将右子树的根节点更新为返回后的根节点。

时间复杂度 $O(n)$，空间复杂度 $O(n)$。其中 $n$ 是二叉树的节点数。

Python3

# 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 insertIntoBST(self, root: Optional[TreeNode], val: int) -> Optional[TreeNode]:
        if root is None:
            return TreeNode(val)
        if root.val > val:
            root.left = self.insertIntoBST(root.left, val)
        else:
            root.right = self.insertIntoBST(root.right, val)
        return root

Java

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode() {}
 *     TreeNode(int val) { this.val = val; }
 *     TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {
 *         this.val = val;
 *         this.left = left;
 *         this.right = right;
 *     }
 * }
 */
class Solution {
    public TreeNode insertIntoBST(TreeNode root, int val) {
        if (root == null) {
            return new TreeNode(val);
        }
        if (root.val > val) {
            root.left = insertIntoBST(root.left, val);
        } else {
            root.right = insertIntoBST(root.right, val);
        }
        return root;
    }
}

C++

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    TreeNode* insertIntoBST(TreeNode* root, int val) {
        if (!root) {
            return new TreeNode(val);
        }
        if (root->val > val) {
            root->left = insertIntoBST(root->left, val);
        } else {
            root->right = insertIntoBST(root->right, val);
        }
        return root;
    }
};

Go

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * type TreeNode struct {
 *     Val int
 *     Left *TreeNode
 *     Right *TreeNode
 * }
 */
func insertIntoBST(root *TreeNode, val int) *TreeNode {
	if root == nil {
		return &TreeNode{Val: val}
	}
	if root.Val > val {
		root.Left = insertIntoBST(root.Left, val)
	} else {
		root.Right = insertIntoBST(root.Right, val)
	}
	return root
}

TypeScript

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * class TreeNode {
 *     val: number
 *     left: TreeNode | null
 *     right: TreeNode | null
 *     constructor(val?: number, left?: TreeNode | null, right?: TreeNode | null) {
 *         this.val = (val===undefined ? 0 : val)
 *         this.left = (left===undefined ? null : left)
 *         this.right = (right===undefined ? null : right)
 *     }
 * }
 */

function insertIntoBST(root: TreeNode | null, val: number): TreeNode | null {
    if (!root) {
        return new TreeNode(val);
    }
    if (root.val > val) {
        root.left = insertIntoBST(root.left, val);
    } else {
        root.right = insertIntoBST(root.right, val);
    }
    return root;
}