solve(w13): 230. Kth Smallest Element in a BST

Author: seungriyou

kth-smallest-element-in-a-bst/seungriyou.py

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+# https://leetcode.com/problems/kth-smallest-element-in-a-bst/
+
+from typing import Optional
+
+# 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 kthSmallest_recur(self, root: Optional[TreeNode], k: int) -> int:
+        """
+        [Complexity]
+            - TC: O(k)
+            - SC: O(height) (call stack)
+
+        [Approach]
+            BST를 inorder로 순회하면 오름차순으로 node를 방문할 수 있다. (recursive)
+            각 호출에서 cnt를 세며 k와 같을 때 res 값을 기록한다.
+        """
+        cnt, res = 0, None
+
+        def inorder(node):
+            nonlocal cnt, res
+
+            # base condition
+            if not node or res:
+                return
+
+            # recur
+            inorder(node.left)
+            cnt += 1
+            if cnt == k:
+                res = node.val
+            inorder(node.right)
+
+        inorder(root)
+
+        return res
+
+    def kthSmallest_recur2(self, root: Optional[TreeNode], k: int) -> int:
+        """
+        [Complexity]
+            - TC: O(k)
+            - SC: O(height) (call stack)
+
+        [Approach]
+            이전 recursive 풀이를 generator 방식으로 바꿀 수 있다. (yield from으로 recursion 구현)
+        """
+
+        def inorder(node):
+            if node:
+                yield from inorder(node.left)
+                yield node
+                yield from inorder(node.right)
+
+        for i, node in enumerate(inorder(root), start=1):
+            if i == k:
+                return node.val
+
+    def kthSmallest(self, root: Optional[TreeNode], k: int) -> int:
+        """
+        [Complexity]
+            - TC: O(k)
+            - SC: O(height) (stack에는 최대 height 개의 node가 들어감)
+
+        [Approach]
+            BST의 inorder 순회를 stack을 이용하여 iterative 하게 풀이할 수 있다.
+        """
+        cnt, stack = 0, []
+
+        # root에서부터 left child를 stack에 넣기
+        while root:
+            stack.append(root)
+            root = root.left
+
+        # leaf left child 부터 stack에서 pop
+        while stack:
+            node = stack.pop()
+            cnt += 1
+
+            if cnt == k:
+                return node.val
+
+            # 현재 node의 right child가 있다면 stack에 넣고
+            right = node.right
+            while right:
+                # right child에서부터 left child를 stack에 넣기
+                stack.append(right)
+                right = right.left