给定一棵二叉搜索树的先序遍历序列,要求你找出任意两结点的最近公共祖先结点(简称 lca)。
时间: 2023-06-01 14:01:46 浏览: 248
### 回答1:
二叉搜索树的先序遍历序列中,第一个结点为根结点。由于二叉搜索树的特性,左子树的所有结点都小于根结点,右子树的所有结点都大于根结点。因此,我们可以根据这个特性来判断两个结点的位置关系,从而找到它们的最近公共祖先结点。
具体做法如下:
1. 如果根结点为 null 或者是 p 或者是 q,则返回根结点。
2. 如果 p 和 q 分别位于根结点的左右子树中,则返回根结点。
3. 如果 p 和 q 都位于根结点的左子树中,则递归查找左子树中的最近公共祖先结点。
4. 如果 p 和 q 都位于根结点的右子树中,则递归查找右子树中的最近公共祖先结点。
代码实现如下:
```
public TreeNode lowestCommonAncestor(TreeNode root, TreeNode p, TreeNode q) {
if (root == null || root == p || root == q) {
return root;
}
if (p.val < root.val && q.val < root.val) {
return lowestCommonAncestor(root.left, p, q);
}
if (p.val > root.val && q.val > root.val) {
return lowestCommonAncestor(root.right, p, q);
}
return root;
}
```
### 回答2:
二叉搜索树(BST)是一种特殊的二叉树,其左子树中所有节点的值都小于根节点的值,右子树中所有节点的值都大于根节点的值。由于二叉搜索树的特殊性质,我们可以利用这一特点来寻找任意两个节点的最近公共祖先。
首先,我们可以利用BST的性质将先序遍历序列构造成一棵二叉搜索树。接着,我们考虑给定的两个节点x和y的值与根节点比较。如果它们的值都小于根节点的值,说明它们都在根节点的左子树中,因此我们继续在左子树中寻找它们的公共祖先;如果它们的值都大于根节点的值,说明它们都在根节点的右子树中,因此我们继续在右子树中寻找它们的公共祖先;如果它们的值一个小于根节点的值,一个大于根节点的值,说明它们分别在根节点的左子树和右子树中,因此根节点就是它们的公共祖先。
为了寻找任意两个节点的最近公共祖先,我们可以采用递归的方法,在每一次递归中进行上述比较,直到找到它们的公共祖先或者根节点为空。具体过程如下:
1. 若根节点为空,返回空;
2. 若根节点的值等于x或y的值,返回根节点;
3. 若x和y的值都小于根节点的值,继续在左子树中寻找它们的公共祖先;
4. 若x和y的值都大于根节点的值,继续在右子树中寻找它们的公共祖先;
5. 若x和y的值分别小于和大于根节点的值,说明它们的公共祖先就是根节点,返回根节点。
以上就是利用BST的性质寻找任意两个节点的最近公共祖先的方法。该方法的时间复杂度为O(h),其中h为BST的高度。如果BST不平衡,可能会出现最坏情况,时间复杂度会退化到O(n),其中n为节点个数。
### 回答3:
二叉搜索树是一种特殊的二叉树,它的每个结点的值都比它左子树中的所有结点的值大,比右子树中的所有结点的值小。也就是说,二叉搜索树中左子树的值都比根节点小,右子树的值都比根节点大。
给定一棵二叉搜索树的先序遍历序列,我们可以很方便地构建这棵二叉搜索树。首先,先序遍历序列的第一个元素一定是根节点的值,我们可以将其作为二叉搜索树的根节点。然后,依次将后面的元素插入到二叉搜索树中,按照左小右大的原则进行比较,直到插入完毕。
接下来考虑如何找出任意两结点的最近公共祖先结点(简称 lca)。我们可以先找到两个结点在二叉搜索树中的位置,然后从根节点开始往下遍历,找到它们最近的公共祖先结点。具体的方法为:
1. 将根节点设为当前节点,对于给定的两个结点,比较它们的值与当前节点的值的大小关系。
2. 如果两个结点的值都小于当前节点的值,则它们一定在当前节点的左子树中,将当前节点移动到左子节点。
3. 如果两个结点的值都大于当前节点的值,则它们一定在当前节点的右子树中,将当前节点移动到右子节点。
4. 如果两个结点一个大于当前节点的值,一个小于当前节点的值,则当前节点就是它们的最近公共祖先结点。
需要注意的是,因为是二叉搜索树,所以当两个结点的值都小于或都大于当前节点的值时,它们的最近公共祖先结点才可能在当前节点的子树中。如果其中一个结点的值等于当前节点的值,那么当前节点就是它们的最近公共祖先结点。
综上所述,我们可以通过先序遍历序列构建二叉搜索树,并在二叉搜索树中查找任意两结点的最近公共祖先结点。时间复杂度为 O(log n),其中 n 表示二叉搜索树中的结点数。
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