Given a binary search tree, write a function kthSmallest to find the kth smallest element in it.

Note: 
You may assume k is always valid, 1 ≤ k ≤ BST's total elements.

Example 1:

Input: root = [3,1,4,null,2], k = 1
3
/ \
1 4
\
  2
Output: 1

Example 2:

Input: root = [5,3,6,2,4,null,null,1], k = 3
5
/ \
3 6
/ \
2 4
/
1
Output: 3

Follow up:
What if the BST is modified (insert/delete operations) often and you need to find the kth smallest frequently? How would you optimize the kthSmallest routine?

这个题目如果不考虑follow up, 就很简单了, 用LeetCode questions conlusion_InOrder, PreOrder, PostOrder traversal里面inOrder traversal的方式, 然后返回ans[k-1]即可.

T: O(n),  S: O(n)  因为stack的Space已经是O(n), 所以是否省掉ans的space意义不大.

至于follow up如果经常被modified的话, 我们可以将LIstNode的structure加入一个parent指向他的parent, 然后有一个kth element指针, 当delete的值大于指针的值, 不变, 如果小于的话,就将kth element向左移, 如果insert的值大于指针的值, 不变, 同理如果小于指针的值, 向左移动.

code

1. recursive

class Solution:
def kthSmall(self, root, k):
def helper(root):
if not root: return
helper(root.left)
ans.append(root.val)
helper(root.right)
ans = []
helper(root)
return ans[k-1]

2. iterable

class Solution:
def kthSmall(self, root, k):
stack = []
while stack or root:
if root:
stack.append(root)
root = root.left
else:
node = stack.pop()
k-= 1
if k == 0: return node.val
root = node.right

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