Java 二叉树最近公共祖先
Scintillator. / 人气:0思路一:先假设这棵树是二叉搜索树
首先我们补充说明一下什么是二叉搜索树:
在二叉搜索树中,对于每一个节点来说,他的左子树中的值都比他小,右子树的中的值都比他大。所以二叉搜索树的中序遍历是一组有序的数据。
对于上述这棵树,假设要求 p q 的最近公共祖先。
那么它有以下情况:
对于普通的二叉树来说,也无非就这几种情况:pq都在左,pq都在右,pq一左一右,pq有一个是根节点。
所以分别递归的去左子树和右子树中找 p q 节点的公共祖先,找到了则返回该节点,没有找到则返回空。
根据上述思路,我们很容易写出代码
public TreeNode lowestCommonAncestor(TreeNode root, TreeNode p, TreeNode q) { if(root == null) return null; // p 为当前树的根节点 if(p == root) return p; // q 为当前树的根节点 if(q == root) return q; // 去左子树中找 TreeNode left = lowestCommonAncestor(root.left,p,q); // 去右子树中找 TreeNode right = lowestCommonAncestor(root.right,p,q); // 左边右边都找到了 if(left != null && right != null) { return root; } // 左边找到了,右边没找到 if(left != null) { return left; } if(right != null) { return right; } return null; }
思路二:假设该树是用孩子双亲表示法
每个节点会保存它父亲节点的地址,可以层层网上找,直到找到两链表的第一个交点,该交点就是他们的公共祖先。
而对于普通的二叉树来说,只能层层往下找,不能往上,所以要保留两节点的路径,直到两路径的最后一个相同节点。这里我们用栈来保留两个节点的路径。
先弹出元素多的栈中的元素,然后两个栈再一起弹出,直到要弹出的节点相等,就是其最近公共祖先。
那么这里最大的难点就是存储路径。
这里用栈来存储路径,当遍历到一个节点时,将该节点放入栈中,再递归该节点的左树和右树找,如果找到了则保留路径,没找到则弹出。
假设找下图的p:
先将根节点放入栈,递归root节点的左子树找,找不到则弹出,在右子树中找。
当 root 走到 6 的时候,发现该节点的左右均为空,说明在该子树中没找到目标节点,弹出 6 ,在 5 的右子树中继续找。
同理在 5 的右子树中也找不到,会弹出直到去 3 的右子树找,来到 1 ,找到。
// 用于找节点的路径 public boolean getPath(TreeNode root, TreeNode node, Stack<TreeNode> stack) { if(root == null || node == null) { return false; } // 将当前节点放入栈中 stack.push(root); if(root.val == node.val) { return true;// 找到了 } // 当前节点没找到,去左子树找 boolean flag = getPath(root.left,node,stack); // 左子树中找到了,直接返回 if(flag) { return true; } // 左子树没找到,去右子树找 flag = getPath(root.right,node,stack); // 右子树中找到了,直接返回 if(flag) { return true; } // 左右子树都没找到,弹出节点 stack.pop(); return false; } public TreeNode lowestCommonAncestor(TreeNode root, TreeNode p, TreeNode q) { if(root == null) { return null; } Stack<TreeNode> stackp = new Stack<>(); Stack<TreeNode> stackq = new Stack<>(); // 分别得到 p q 的路径 getPath(root,p,stackp); getPath(root,q,stackq); int sizep = stackp.size(); int sizeq = stackq.size(); if(sizep > sizeq) { int size = sizep - sizeq; // 弹出元素直至两栈中元素个数相等 while(size > 0) { stackp.pop(); size--; } }else { int size = sizeq - sizep; // 弹出元素直至两栈中元素个数相等 while(size > 0) { stackq.pop(); size--; } } // 一起弹出,直到找到第一个相同的元素 while(!stackp.isEmpty() && !stackq.isEmpty()) { if(stackp.peek() == stackq.peek()) { // 找到了,就返回该节点 return stackq.pop(); }else { stackp.pop(); stackq.pop(); } } // 没找到,返回 null return null; }
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