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二叉搜寻树的最近公共先人

给定一个二叉搜寻树, 找到该树中两个指定节点的最近公共先人。

百度百科中最近公共先人的定义为:“对于有根树 T 的两个结点 p、q,最近公共先人示意为一个结点 x,满足 x 是 p、q 的先人且 x 的深度尽可能大(一个节点也能够是它本人的先人)。”

例如,给定如下二叉搜寻树:  root = [6,2,8,0,4,7,9,null,null,3,5]

示例 1:

输出: root = [6,2,8,0,4,7,9,null,null,3,5], p = 2, q = 8输入: 6 解释: 节点 2 和节点 8 的最近公共先人是 6。

示例 2:

输出: root = [6,2,8,0,4,7,9,null,null,3,5], p = 2, q = 4输入: 2解释: 节点 2 和节点 4 的最近公共先人是 2, 因为依据定义最近公共先人节点能够为节点自身。

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解题思路

这题让求二叉搜寻树的最近公共先人,而二叉搜寻树的特点就是左子树的所有节点都小于以后节点,右子树的所有节点都大于以后节点,并且每棵子树都具备上述特点,所以这题就好办了,从更节点开始遍历

  • 如果两个节点值都小于根节点,阐明他们都在根节点的左子树上,咱们往左子树上找
  • 如果两个节点值都大于根节点,阐明他们都在根节点的右子树上,咱们往右子树上找
  • 如果一个节点值大于根节点,一个节点值小于根节点,阐明他们他们一个在根节点的左子树上一个在根节点的右子树上,那么根节点就是他们的最近公共先人节点。

作者:sdwwld

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起源:力扣(LeetCode)

代码
    /**     * Definition for a binary tree node.     * class TreeNode {     *     public $val = null;     *     public $left = null;     *     public $right = null;     *     function __construct($value) { $this->val = $value; }     * }     */    class Solution {     /**     * @param TreeNode $root     * @param TreeNode $p     * @param TreeNode $q     * @return TreeNode     */     function lowestCommonAncestor($root, $p, $q) {         //如果根节点和p,q的差相乘是负数,阐明这两个差值要么都是负数要么都是正数,也就是说         //他们必定都位于根节点的同一侧,就持续往下找         while (($root->val - $p->val) * ($root->val - $q->val) > 0)            $root = $p->val < $root->val ? $root->left : $root->right;         //如果相乘的后果是正数,阐明p和q位于根节点的两侧,如果等于0,阐明至多有一个就是根节点         return $root;     }}
二叉树的最近公共先人

给定一个二叉树, 找到该树中两个指定节点的最近公共先人。

百度百科中最近公共先人的定义为:“对于有根树 T 的两个结点 p、q,最近公共先人示意为一个结点 x,满足 x 是 p、q 的先人且 x 的深度尽可能大(一个节点也能够是它本人的先人)。”

例如,给定如下二叉树:  root = [3,5,1,6,2,0,8,null,null,7,4]

示例 1:

输出: root = [3,5,1,6,2,0,8,null,null,7,4], p = 5, q = 1输入: 3解释: 节点 5 和节点 1 的最近公共先人是节点 3。

示例 2:

输出: root = [3,5,1,6,2,0,8,null,null,7,4], p = 5, q = 4输入: 5解释: 节点 5 和节点 4 的最近公共先人是节点 5。因为依据定义最近公共先人节点能够为节点自身。

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解题思路

(递归) O(n)

当咱们用递归去做这个题时不要被题目误导,应该要明确一点

这个函数的性能有三个:给定两个节点 pp 和 qq

如果 pp 和 qq 都存在,则返回它们的公共先人;

如果只存在一个,则返回存在的一个;

如果 pp 和 qq 都不存在,则返回NULL

本题说给定的两个节点都存在,那天然还是能用下面的函数来解决

具体思路:

(1) 如果以后结点 rootroot 等于 NULL,则间接返回 NULL

(2) 如果 rootroot 等于 pp 或者 qq ,那这棵树肯定返回 pp 或者 qq

(3) 而后递归左右子树,因为是递归,应用函数后可认为左右子树曾经算出后果,用 leftleft 和 rightright 示意

(4) 此时若leftleft为空,那最终后果只有看 rightright;若 rightright 为空,那最终后果只有看 leftleft

(5) 如果 leftleft 和 rightright 都非空,因为只给了 pp 和 qq 两个结点,都非空,阐明一边一个,因而 rootroot 是他们的最近公共先人

(6) 如果 leftleft 和 rightright 都为空,则返回空(其实曾经蕴含在后面的状况中了)

工夫复杂度是 O(n):每个结点最多遍历一次或用主定理,空间复杂度是 O(n):须要零碎栈空间

作者:Wilson79

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代码
    /**     * Definition for a binary tree node.     * class TreeNode {     *     public $val = null;     *     public $left = null;     *     public $right = null;     *     function __construct($value) { $this->val = $value; }     * }     */    class Solution {     /**     * @param TreeNode $root     * @param TreeNode $p     * @param TreeNode $q     * @return TreeNode     */     function lowestCommonAncestor($root, $p, $q) {         if ($root == null || $root == $p || $root == $q)            return $root;         $left = $this->lowestCommonAncestor($root->left, $p, $q);         $right = $this->lowestCommonAncestor($root->right, $p, $q);         //如果left为空,阐明这两个节点在cur结点的右子树上,咱们只须要返回右子树查找的后果即可         if ($left == null)            return $right;         //同上         if ($right == null)            return $left;         //如果left和right都不为空,阐明这两个节点一个在cur的左子树上一个在cur的右子树上,         //咱们只须要返回cur结点即可。         if ($left && $right) {            return $root;         }         return null;     }}

参考链接

  1. 二叉搜寻树的最近公共先人(3种解决形式)
  2. 【C++ 经典递归】思路十分好了解 工夫复杂度O(n), 空间复杂度O(n)

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