Python实现LeetCode第98题：验证二叉搜索树

资源摘要信息: 该压缩文件包含了针对LeetCode上的第98题“验证二叉搜索树”（Validate Binary Search Tree）的Python题解。这是一道在求职面试中常见的算法题，主要考察应聘者对二叉搜索树（BST）的理解以及编程实现能力。解决这道题需要掌握二叉树的遍历算法以及对二叉搜索树特性的应用。 知识点详细说明： 1. 二叉搜索树（Binary Search Tree，BST）的定义 二叉搜索树是一种特殊的二叉树结构，它具有以下性质： - 每个节点的左子树只包含小于当前节点的数。 - 每个节点的右子树只包含大于当前节点的数。 - 左右子树也必须分别为二叉搜索树。 这个性质使得二叉搜索树在搜索、插入和删除操作中能保持较低的时间复杂度。 2. 验证二叉搜索树 验证二叉搜索树问题要求编写一个函数，输入一个二叉树的根节点，判断其是否是有效的二叉搜索树。有效的二叉搜索树需要满足上述的二叉搜索树性质。 3. 中序遍历（In-order Traversal） 验证二叉搜索树的一种有效方法是利用中序遍历。中序遍历二叉搜索树会得到一个有序的数列。可以通过检查中序遍历的结果是否为升序来判断是否为二叉搜索树。但是，这种方法需要额外的空间来存储中序遍历的结果，空间复杂度为O(n)。 4. 迭代中序遍历算法实现 在Python中，可以使用栈来实现二叉树的中序遍历。迭代方式相比递归方式可以节省函数调用栈空间，尤其在处理非常大的树时更为高效。 5. 递归验证二叉搜索树 除了使用中序遍历之外，还可以使用递归的方法来验证二叉搜索树。递归方法不需要额外的空间，但是需要维护递归过程中的状态信息。具体做法是在递归过程中比较当前节点的值与一个预先定义好的范围（即上界和下界）的关系。 6. 二叉树节点的定义 在Python代码中，通常会定义一个二叉树节点类（TreeNode），该类包含节点的值（val）、指向左子节点的引用（left）和指向右子节点的引用（right）。这是编写相关算法的基础。 7. LeetCode平台 LeetCode是一个在线编程平台，它提供了大量的编程题目，广泛用于软件工程师的技能评估和求职面试准备。该平台通过题目难度分级，帮助学习者逐步提升算法和编程能力。 8. Python编程语言 Python是一种广泛使用的高级编程语言，以其简洁的语法和强大的库支持而闻名。在编写算法题解时，Python的清晰和简洁性使得代码更易于理解和维护。 9. 求职面试准备 对于求职者来说，掌握如何在面试中解决算法问题是非常重要的。通过解决像验证二叉搜索树这样的问题，面试者可以展示他们的编程能力、逻辑思维和问题解决技巧。 通过这些知识点，我们可以更深入地理解解决第98题“验证二叉搜索树”的方法和策略。实际上，掌握这些知识点不仅可以帮助解决这一特定的面试题目，而且对于学习和应用二叉树结构和算法具有广泛的意义。