根据所给结点求出最近公共祖先

问题描述:
给定一个二叉树, 找到该树中两个指定节点的最近公共祖先。

百度百科中最近公共祖先的定义为:“对于有根树 T 的两个结点 p、q,最近公共祖先表示为一个结点 x,满足 x 是 p、q 的祖先且 x 的深度尽可能大(一个节点也可以是它自己的祖先)。”

例如,给定如下二叉树:  root = [3,5,1,6,2,0,8,null,null,7,4]

示例 1:

输入: root = [3,5,1,6,2,0,8,null,null,7,4], p = 5, q = 1
输出: 3
解释: 节点 5 和节点 1 的最近公共祖先是节点 3。
示例 2:

输入: root = [3,5,1,6,2,0,8,null,null,7,4], p = 5, q = 4
输出: 5
解释: 节点 5 和节点 4 的最近公共祖先是节点 5。因为根据定义最近公共祖先节点可以为节点本身。
 

说明:

所有节点的值都是唯一的。
p、q 为不同节点且均存在于给定的二叉树中。

递归思想:

1.从根节点开始遍历树。
2.如果当前节点本身是 p 或 q 中的一个,我们返回 true,
3.我们分别在左右分支进行查找p,q
4.如果在遍历的任何点上,左、右不为空,这意味着我们找到了节点 p 和 q 的最近公共祖先。
public static TreeNode getLCA(TreeNode root,TreeNode p,TreeNode q){
    if(root == null || p.val == root.val || q.val == root.val) return root;
    TreeNode left = getLCA(root.left,p,q);
    TreeNode right = getLCA(root.right,p,q);
    return left == null ? right : (right == null) ? left : root;
}

 迭代思想: 

使用父指针迭代
如果每个节点都有父指针,那么我们可以从 p 和 q 返回以获取它们的祖先。在这个遍历过程中,我们得到的第一个公共节点是 LCA 节点。我们可以在遍历树时将父指针保存在字典中。

算法:
从根节点开始遍历树。
在找到 p 和 q 之前,将父指针存储在字典中。
一旦我们找到了 p 和 q,我们就可以使用父亲字典获得 p 的所有祖先,并添加到一个称为祖先的集合中。
同样,我们遍历节点 q 的祖先。如果祖先存在于为 p 设置的祖先中,这意味着这是 p 和 q 之间的第一个共同祖先(同时向上遍历),因此这是 LCA 节点。
public static TreeNode lowestCommonAncestor(TreeNode root, TreeNode p, TreeNode q) {
        // 作用就是层序遍历
        Deque<TreeNode> stack = new ArrayDeque<>();

        // 定义map,存放儿子结点和父亲节点,儿子结点的值作为key,父亲节点作为value
        Map<Integer, TreeNode> parent = new HashMap<>();

        parent.put(root.val, null);
        stack.push(root);

        // 利用层序遍历知道查找到p,q结点
        while ((!parent.containsKey(p.val) || !parent.containsKey(q.val)) ) {

            TreeNode node = stack.pop();
            if (node.left != null) {
                parent.put(node.left.val, node);
                stack.push(node.left);  //56
            }
            if (node.right != null) {
                parent.put(node.right.val, node);
                stack.push(node.right);
            }
        }

        // 定义存放q结点的祖先结点的集合.
        Set<Integer> ancestors = new HashSet<>();

        // 将p的祖先节点全部加入到set集合中
        while (p != null) {
            ancestors.add(p.val);//4,2,1
            p = parent.get(p.val);//2,1
        }

        // 找到set集合中包含q节点的结点,
        while (!ancestors.contains(q.val))
            q = parent.get(q.val);//4
        //找到q直接返回
        return q;

    }

  

原文地址:https://www.cnblogs.com/du001011/p/11243586.html