已知一棵二叉树按顺序方式存储在数组a[1..n]中,设计一个算法,求编号分别为i和j的两个结点的最近公共祖先结点的值。
时间: 2023-08-31 21:26:59 浏览: 318
### 回答1:
好的,我知道了你的问题。下面是解答:
首先,需要确定i和j在二叉树中的位置,以此来推断它们的关系,并找到它们的最近公共祖先。
假设i和j分别是树中的p和q结点,从根节点r开始,分别查找p和q。如果p和q分别在r的左子树和右子树中,那么r就是它们的最近公共祖先。如果p和q都在r的左子树中,那么递归查找r的左子树。同理,如果它们都在r的右子树中,也要递归查找r的右子树。
具体实现可按照以下步骤:
1. 从根节点r开始,对于每一个结点,都比较它和p、q的值,确定p和q在结点的左、右或同一子树中。
2. 如果p和q在同一子树中,那么递归查找该子树。
3. 如果p和q在不同的子树中,那么当前结点就是它们的最近公共祖先。
4. 如果p和q有一个是当前结点,那么当前结点就是它们的最近公共祖先。
具体实现时,可以利用数组a[1..n]中左子树结点的编号为2i,右子树结点的编号为2i+1的特点,对结点进行查找和判断。但是需要注意,题目中未说明二叉树是一棵满二叉树,因此有些编号可能不存在,需要进行判断。
希望我的解答能够帮到你!
### 回答2:
题目要求找到编号分别为i和j的两个结点的最近公共祖先结点的值。
方法一:通过遍历二叉树
我们可以使用递归的方式遍历二叉树,找到结点i和结点j的位置,然后逐层向上找到最近的公共祖先结点。具体的算法如下:
1. 从根节点开始,判断当前节点是否为结点i或结点j,如果是则返回当前节点的值。
2. 如果当前节点不是结点i或结点j,则递归地分别在当前节点的左右子树中查找结点i和结点j的位置。
3. 如果在左子树中找到了结点i或结点j,则将左子树返回的结果赋值给变量left;如果在右子树中找到了结点i或结点j,则将右子树返回的结果赋值给变量right。
4. 如果left和right都不为空,说明结点i和结点j分别在当前节点的左右子树中,所以当前节点就是最近公共祖先结点,返回当前节点的值。
5. 如果left和right中只有一个不为空,说明结点i和结点j在当前节点的同一侧子树中,所以最近公共祖先结点应该是left或right中不为空的那个,返回不为空的那个的值。
6. 如果left和right都为空,说明结点i和结点j都不在当前节点的子树中,返回null。
方法二:通过建立父节点指针
我们可以遍历数组a,将每个节点的父节点指针记录下来。然后从节点i开始,向上遍历父节点指针,将经过的结点都记录下来。然后从节点j开始,向上遍历父节点指针,如果遇到已经记录过的结点,则这个结点就是最近公共祖先结点。具体的算法如下:
1. 建立一个长度为n+1的数组parent,用来记录每个结点的父节点。
2. 遍历数组a,假设a[i]表示当前结点的值,parent[a[i]]表示当前结点的父节点的值。
3. 从节点i开始,向上遍历父节点指针,将经过的结点都记录下来,可以使用一个集合set来保存已经经过的结点。
4. 从节点j开始,向上遍历父节点指针,如果遇到已经记录过的结点,则这个结点就是最近公共祖先结点。
以上两种方法都可以求得编号分别为i和j的两个结点的最近公共祖先结点的值。
### 回答3:
要求解编号为i和j的两个结点的最近公共祖先结点的值,可以通过以下步骤实现:
1. 初始化变量i_parent和j_parent分别为i和j结点的父节点。同时,设置访问过的结点为一个空的集合visited_nodes。
2. 循环执行以下步骤,直到找到最近公共祖先或者遍历完所有祖先结点为止:
a. 将i结点的父节点设为i_parent,将j结点的父节点设为j_parent。
b. 如果i_parent和j_parent中的任意一个结点在visited_nodes中,那么最近公共祖先就是其中一个结点。
c. 将i结点添加到visited_nodes中,更新i为i_parent,将j结点添加到visited_nodes中,更新j为j_parent。
3. 返回最近公共祖先结点的值。
算法的时间复杂度为O(n),因为需要遍历数组a[1..n]来找到最近公共祖先。以下是完整代码的示例:
```
def find_lowest_common_ancestor(a, i, j):
visited_nodes = set()
i_parent = a[i]
j_parent = a[j]
while i_parent != j_parent:
if i_parent in visited_nodes:
return i_parent
if j_parent in visited_nodes:
return j_parent
visited_nodes.add(i_parent)
visited_nodes.add(j_parent)
i_parent = a[i_parent]
j_parent = a[j_parent]
return i_parent
# 示例使用
a = [0, 3, 5, 6, 2, 1, 4]
i = 5
j = 6
lowest_common_ancestor = find_lowest_common_ancestor(a, i, j)
print(lowest_common_ancestor)
```
在示例中,数组a表示按顺序方式存储的二叉树节点。节点5和节点6的最近公共祖先是节点3,因此输出为3。
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