剑指offer(C++)-JZ86:在二叉树中找到两个节点的最近公共祖先(数据结构-树)

简介: 剑指offer(C++)-JZ86:在二叉树中找到两个节点的最近公共祖先(数据结构-树)

题目描述:

给定一棵二叉树(保证非空)以及这棵树上的两个节点对应的val值 o1 和 o2,请找到 o1 和 o2 的最近公共祖先节点。


数据范围:树上节点数满足1≤n≤10^5  , 节点值val满足区间 [0,n)


要求:时间复杂度 O(n)


注:本题保证二叉树中每个节点的val值均不相同。


如当输入{3,5,1,6,2,0,8,#,#,7,4},5,1时,二叉树{3,5,1,6,2,0,8,#,#,7,4}如下图所示:

所以节点值为5和节点值为1的节点的最近公共祖先节点的节点值为3,所以对应的输出为3。

节点本身可以视为自己的祖先

示例:

输入:

{3,5,1,6,2,0,8,#,#,7,4},5,1


返回值:

3

解题思路:

本题考察数据结构树的使用,寻找最近公共祖先,用LCA算法解决。


1. 如果两个节点均在左子树内,则LCA(root,o1,o2)=LCA(root->left,o1,o2);若其中一个节点正好是左子树根节点,则左子树根节点就是它俩的最近公共祖先。


2. 如果两个节点均在右子树内,则LCA(root,o1,o2)=LCA(root->right,o1,o2);若其中一个节点正好是右子树根节点,则右子树根节点就是它俩的最近公共祖先。


3. 如果一个在左子树,一个在右子树,则当前的根节点就是最近公共祖先。

测试代码:

/**
 * struct TreeNode {
 *  int val;
 *  struct TreeNode *left;
 *  struct TreeNode *right;
 * };
 */
class Solution {
public:
    // LCA算法:寻找最近公共祖先
    TreeNode* LCA(TreeNode* root,int r1,int r2){
        // 节点为空
        if(!root)
            return NULL;
        // 是否寻找到目标值
        if(root->val == r1 || root->val == r2)
            return root;
        // 递归
        TreeNode* left=LCA(root->left,r1,r2);
        TreeNode* right=LCA(root->right,r1,r2);
        // 若左边有,右边没有,则目标在左边;若右边有,左边有,则目标在右边
        if(!left)
            return right;
        if(!right)
            return left;
        // 若左边和右边都有节点,则当前根为公共祖先
        return root;
    }
    int lowestCommonAncestor(TreeNode* root, int o1, int o2) {
        TreeNode* result=LCA(root,o1,o2);
        return result->val;
    }
};


相关文章
|
22天前
|
存储 算法 Java
算法系列之数据结构-二叉树
树是一种重要的非线性数据结构,广泛应用于各种算法和应用中。本文介绍了树的基本概念、常见类型(如二叉树、满二叉树、完全二叉树、平衡二叉树、B树等)及其在Java中的实现。通过递归方法实现了二叉树的前序、中序、后序和层次遍历,并展示了具体的代码示例和运行结果。掌握树结构有助于提高编程能力,优化算法设计。
45 9
 算法系列之数据结构-二叉树
|
19天前
|
算法 Java
算法系列之数据结构-Huffman树
Huffman树(哈夫曼树)又称最优二叉树,是一种带权路径长度最短的二叉树,常用于信息传输、数据压缩等方面。它的构造基于字符出现的频率,通过将频率较低的字符组合在一起,最终形成一棵树。在Huffman树中,每个叶节点代表一个字符,而每个字符的编码则是从根节点到叶节点的路径所对应的二进制序列。
38 3
 算法系列之数据结构-Huffman树
|
15天前
|
存储 自然语言处理 数据库
【数据结构进阶】AVL树深度剖析 + 实现(附源码)
在深入探讨了AVL树的原理和实现后,我们不难发现,这种数据结构不仅优雅地解决了传统二叉搜索树可能面临的性能退化问题,还通过其独特的平衡机制,确保了在任何情况下都能提供稳定且高效的查找、插入和删除操作。
62 19
|
2月前
|
存储 C++
【C++数据结构——树】哈夫曼树(头歌实践教学平台习题) 【合集】
【数据结构——树】哈夫曼树(头歌实践教学平台习题)【合集】目录 任务描述 相关知识 测试说明 我的通关代码: 测试结果:任务描述 本关任务:编写一个程序构建哈夫曼树和生成哈夫曼编码。 相关知识 为了完成本关任务,你需要掌握: 1.如何构建哈夫曼树, 2.如何生成哈夫曼编码。 测试说明 平台会对你编写的代码进行测试: 测试输入: 1192677541518462450242195190181174157138124123 (用户分别输入所列单词的频度) 预
75 14
【C++数据结构——树】哈夫曼树(头歌实践教学平台习题) 【合集】
|
2月前
|
Java C++
【C++数据结构——树】二叉树的基本运算(头歌实践教学平台习题)【合集】
本关任务:编写一个程序实现二叉树的基本运算。​ 相关知识 创建二叉树 销毁二叉树 查找结点 求二叉树的高度 输出二叉树 //二叉树节点结构体定义 structTreeNode{ intval; TreeNode*left; TreeNode*right; TreeNode(intx):val(x),left(NULL),right(NULL){} }; 创建二叉树 //创建二叉树函数(简单示例,手动构建) TreeNode*create
63 12
|
2月前
|
C++
【C++数据结构——树】二叉树的性质(头歌实践教学平台习题)【合集】
本文档介绍了如何根据二叉树的括号表示串创建二叉树,并计算其结点个数、叶子结点个数、某结点的层次和二叉树的宽度。主要内容包括: 1. **定义二叉树节点结构体**:定义了包含节点值、左子节点指针和右子节点指针的结构体。 2. **实现构建二叉树的函数**:通过解析括号表示串,递归地构建二叉树的各个节点及其子树。 3. **使用示例**:展示了如何调用 `buildTree` 函数构建二叉树并进行简单验证。 4. **计算二叉树属性**: - 计算二叉树节点个数。 - 计算二叉树叶子节点个数。 - 计算某节点的层次。 - 计算二叉树的宽度。 最后,提供了测试说明及通关代
69 10
|
1月前
|
编译器 C++ 开发者
【C++篇】深度解析类与对象(下)
在上一篇博客中,我们学习了C++的基础类与对象概念,包括类的定义、对象的使用和构造函数的作用。在这一篇,我们将深入探讨C++类的一些重要特性,如构造函数的高级用法、类型转换、static成员、友元、内部类、匿名对象,以及对象拷贝优化等。这些内容可以帮助你更好地理解和应用面向对象编程的核心理念,提升代码的健壮性、灵活性和可维护性。
|
15天前
|
设计模式 安全 C++
【C++进阶】特殊类设计 && 单例模式
通过对特殊类设计和单例模式的深入探讨,我们可以更好地设计和实现复杂的C++程序。特殊类设计提高了代码的安全性和可维护性,而单例模式则确保类的唯一实例性和全局访问性。理解并掌握这些高级设计技巧,对于提升C++编程水平至关重要。
39 16
|
8天前
|
编译器 C++
类和对象(中 )C++
本文详细讲解了C++中的默认成员函数,包括构造函数、析构函数、拷贝构造函数、赋值运算符重载和取地址运算符重载等内容。重点分析了各函数的特点、使用场景及相互关系,如构造函数的主要任务是初始化对象,而非创建空间;析构函数用于清理资源;拷贝构造与赋值运算符的区别在于前者用于创建新对象,后者用于已存在的对象赋值。同时,文章还探讨了运算符重载的规则及其应用场景,并通过实例加深理解。最后强调,若类中存在资源管理,需显式定义拷贝构造和赋值运算符以避免浅拷贝问题。
|
8天前
|
存储 编译器 C++
类和对象(上)(C++)
本篇内容主要讲解了C++中类的相关知识,包括类的定义、实例化及this指针的作用。详细说明了类的定义格式、成员函数默认为inline、访问限定符(public、protected、private)的使用规则,以及class与struct的区别。同时分析了类实例化的概念,对象大小的计算规则和内存对齐原则。最后介绍了this指针的工作机制,解释了成员函数如何通过隐含的this指针区分不同对象的数据。这些知识点帮助我们更好地理解C++中类的封装性和对象的实现原理。