利用栈实现任意两个树中节点的最近公共祖先C语言

时间: 2024-05-14 14:16:12 浏览: 83
以下是利用栈实现任意两个树中节点的最近公共祖先的C语言代码: ```c #include<stdio.h> #include<stdlib.h> #define MAXSIZE 100 // 栈的最大容量 typedef struct TreeNode { int val; struct TreeNode *left; struct TreeNode *right; } TreeNode; typedef struct Stack { TreeNode *data[MAXSIZE]; int top; } Stack; // 创建一个栈 Stack *createStack() { Stack *s = (Stack*)malloc(sizeof(Stack)); s->top = -1; return s; } // 判断栈是否为空 int isEmpty(Stack *s) { return s->top == -1; } // 判断栈是否已满 int isFull(Stack *s) { return s->top == MAXSIZE - 1; } // 入栈 void push(Stack *s, TreeNode *node) { if (isFull(s)) { return; } s->top++; s->data[s->top] = node; } // 出栈 TreeNode *pop(Stack *s) { if (isEmpty(s)) { return NULL; } TreeNode *node = s->data[s->top]; s->top--; return node; } // 求两个节点的最近公共祖先 TreeNode* lowestCommonAncestor(TreeNode* root, TreeNode* p, TreeNode* q) { Stack *s1 = createStack(); Stack *s2 = createStack(); TreeNode *node = root, *last = NULL; while (node || !isEmpty(s1)) { if (node) { push(s1, node); if (node == p) { while (!isEmpty(s2)) { pop(s2); } for (int i = 0; i <= s1->top; i++) { push(s2, s1->data[i]); } } if (node == q) { while (!isEmpty(s1)) { pop(s1); } for (int i = 0; i <= s2->top; i++) { push(s1, s2->data[i]); } } node = node->left; } else { TreeNode *top = s1->data[s1->top]; if (top->right && top->right != last) { node = top->right; } else { last = pop(s1); } } } return s1->data[s1->top]; } int main() { TreeNode *root = (TreeNode*)malloc(sizeof(TreeNode)); root->val = 3; root->left = (TreeNode*)malloc(sizeof(TreeNode)); root->left->val = 5; root->left->left = (TreeNode*)malloc(sizeof(TreeNode)); root->left->left->val = 6; root->left->right = (TreeNode*)malloc(sizeof(TreeNode)); root->left->right->val = 2; root->left->right->left = (TreeNode*)malloc(sizeof(TreeNode)); root->left->right->left->val = 7; root->left->right->right = (TreeNode*)malloc(sizeof(TreeNode)); root->left->right->right->val = 4; root->right = (TreeNode*)malloc(sizeof(TreeNode)); root->right->val = 1; root->right->left = (TreeNode*)malloc(sizeof(TreeNode)); root->right->left->val = 0; root->right->right = (TreeNode*)malloc(sizeof(TreeNode)); root->right->right->val = 8; TreeNode *p = root->left, *q = root->right; TreeNode *ancestor = lowestCommonAncestor(root, p, q); printf("The lowest common ancestor of node %d and node %d is node %d.\n", p->val, q->val, ancestor->val); return 0; } ``` 在此代码中,我们利用两个栈`s1`和`s2`分别存储从根节点到两个目标节点的路径。具体实现方法是,从根节点开始遍历树,每当遍历到一个节点时,就将该节点入栈`s1`。如果遍历到了目标节点`p`,则将栈`s2`清空,并将栈`s1`中的所有节点依次出栈并入栈`s2`中。如果遍历到了目标节点`q`,则将栈`s1`清空,并将栈`s2`中的所有节点依次出栈并入栈`s1`中。最终,栈`s1`中的栈顶元素即为两个目标节点的最近公共祖先。
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