已知一维数组 A[N] 中保存了一棵顺序存储的完全二叉树,设计算法求出数组元素A[i]和A[j]的最近的共同祖先
时间: 2023-08-31 19:19:43 浏览: 117
### 回答1:
可以使用一种类似于二叉树后序遍历的方法来求解:从根节点开始,搜索A[i]和A[j],如果其中一个节点在另一个节点的左子树或右子树中,则当前节点即为最近的共同祖先;如果两个节点都不在当前节点的左子树或右子树中,则递归搜索其父节点,直到找到最近的共同祖先为止。
### 回答2:
对于完全二叉树,我们可以根据数组的下标关系找到节点之间的关系。假设节点i的左子节点在数组中的下标为2i,右子节点在数组中的下标为2i+1,父节点在数组中的下标为i/2(向下取整)。
首先,我们可以比较i和j的大小,假设i < j。如果i是j的祖先节点,那么最近的共同祖先就是i;如果j是i的祖先节点,那么最近的共同祖先就是j。
如果i和j不在同一级别的话,可以先判断它们哪一个更靠近根节点。找到它们的公共的祖先节点所在的层级h,根据h的值来决定哪一个节点需要向上移动h层。我们设节点i和j向上移动h层之后的节点分别为i'和j',此时i'和j'在同一级别上。
然后,我们分别从i'和j'开始向上移动,判断i'和j'是否相等。如果相等,那么最近的共同祖先就是i'或j';如果不相等,那么我们继续将i'和j'向上移动一层,直到找到它们相等为止。
具体的算法如下:
1. 比较i和j的大小,记小的那个数为i,大的那个数为j。
2. 计算i和j的层级差,记为h。
3. 如果h为0,则说明i已经是j的祖先节点,返回i作为最近的共同祖先。
4. 分别将i和j向上移动h层,得到新的节点i'和j'。
5. 如果i'等于j',返回i'或j'作为最近的共同祖先。
6. 如果i'不等于j',将i'和j'同时向上移动一层,重复步骤5。
7. 重复步骤6,直到找到最近的共同祖先为止。
以上是一个基于顺序存储的完全二叉树的求最近共同祖先的算法。算法的时间复杂度是O(logN),其中N为数组的长度。
### 回答3:
首先,需要理解完全二叉树的性质。完全二叉树可以利用数组进行顺序存储,其中节点A[i]的左子节点为A[2i+1],右子节点为A[2i+2]。
针对这个问题,可以使用以下算法来求出数组元素A[i]和A[j]的最近的共同祖先:
1. 首先,通过索引计算出节点A[i]和A[j]在完全二叉树中的位置。即,设A[i]的路径为P(i),则P(i)的二进制表示为(i+1)的二进制形式去掉最高位的结果。同理,设A[j]的路径为P(j),则P(j)的二进制表示同样通过计算得到。
2. 判断哪个节点的路径长度较长,假设为节点A[i]。
3. 将较长路径不断右移一位,直到路径长度相等。
4. 比较较长路径和较短路径最右边一位的二进制数,如果相等,则表示A[i]和A[j]处于同一层级,通过继续右移一位来找到最近的共同祖先。
5. 如果不相等,则表示A[i]和A[j]不处于同一层级,继续右移一位。
6. 不断重复步骤5,直到找到最近的共同祖先。
7. 最后,根据共同祖先在完全二叉树中的位置,可以通过索引计算出在数组A[N]中的位置。
这样,就可以通过以上算法求出数组元素A[i]和A[j]的最近的共同祖先。
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