LeetCode——331. 验证二叉树的前序序列化(Verify Preorder Serialization of a Binary Tree)[中等]——分析及代码（Java）

一、题目

序列化二叉树的一种方法是使用前序遍历。当我们遇到一个非空节点时，我们可以记录下这个节点的值。如果它是一个空节点，我们可以使用一个标记值记录，例如 #。

     _9_
    /   \
   3     2
  / \   / \
 4   1  #  6
/ \ / \   / \
# # # #   # #

例如，上面的二叉树可以被序列化为字符串 “9,3,4,#,#,1,#,#,2,#,6,#,#”，其中 # 代表一个空节点。
给定一串以逗号分隔的序列，验证它是否是正确的二叉树的前序序列化。编写一个在不重构树的条件下的可行算法。
每个以逗号分隔的字符或为一个整数或为一个表示 null 指针的 ‘#’ 。
你可以认为输入格式总是有效的，例如它永远不会包含两个连续的逗号，比如 “1,3” 。

示例 1:

输入: "9,3,4,#,#,1,#,#,2,#,6,#,#"
输出: true

示例 2:

输入: "1,#"
输出: false

示例 3:

输入: "9,#,#,1"
输出: false

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/verify-preorder-serialization-of-a-binary-tree
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二、分析及代码

1. 栈

（1）思路

设计一个栈存储树中的节点，从空节点开始不断向上合并，如果恰好在遍历完所有节点后合并至只剩根节点，说明是正确的二叉树前序序列化。

（2）代码

class Solution {
    
    
    public boolean isValidSerialization(String preorder) {
    
    
        String[] str = preorder.split(",");
        Stack<String> sta = new Stack<>();
        for (String s : str) {
    
    
            if (!s.equals("#")) {
    
    
                sta.push(s);//不是空节点，直接放入
            } else {
    
    
                if (sta.empty() || !sta.peek().equals("#"))//当前空节点为左子节点
                    sta.push(s);
                else {
    
    //当前空节点为右子节点
                    while (!sta.empty() && sta.peek().equals("#")) {
    
    
                        sta.pop();//弹出左子节点
                        if (sta.empty())
                            return false;
                        sta.pop();//弹出当前节点的父节点
                    }
                    sta.push(s);//将该父节点替换为空节点
                }
            }
        }
        return sta.size() == 1 && sta.peek().equals("#");
    }
}

（3）结果

执行用时 ：8 ms，在所有 Java 提交中击败了 15.09% 的用户；
内存消耗 ：38.5 MB，在所有 Java 提交中击败了 46.01% 的用户。

2. 槽位统计

（1）思路

将可放置一个节点的位置作为一个槽位，则树的初始槽位为 1，放入一个数字节点槽位 +1 (-1+2)，放入一个空节点槽位 -1。
若中途未出现槽位为 0 且完成遍历后剩余槽位为 0，说明是正确的二叉树前序序列化。

（2）代码

class Solution {
    
    
    public boolean isValidSerialization(String preorder) {
    
    
        String[] str = preorder.split(",");
        int deg = 1;
        for (String s : str) {
    
    
            if (deg == 0)
                return false;
            if (s.equals("#"))
                deg--;
            else
                deg++;
        }
        return deg == 0;
    }
}

（3）结果

执行用时 ：4 ms，在所有 Java 提交中击败了 80.33% 的用户；
内存消耗 ：38.5 MB，在所有 Java 提交中击败了 40.83% 的用户。

三、其他

暂无。