题解:20240224

二叉搜索树的最近公共祖先

给定一个二叉搜索树, 找到该树中两个指定节点的最近公共祖先。

示例二叉树
示例二叉树

如图:节点2和8的最近公共祖先是6,节点2和4的最近公共祖先是2。

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)。”

题解

首先很自然地想到遍历两次二叉搜索树,搜索给定节点,然后对比遍历路径中的节点,找到深度最深的公共节点就行。Python代码如下:

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# Definition for a binary tree node.
# class TreeNode:
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.left = None
#         self.right = None

class Solution:
    def lowestCommonAncestor(self, root: 'TreeNode', p: 'TreeNode', q: 'TreeNode') -> 'TreeNode':
        def get_route(real_root, p):
            route = []
            root = real_root
            while root.val != p.val:
                route.append(root)
                if root.val < p.val:
                    root = root.right
                else:
                    root = root.left
            route.append(p)
            return route
        p_route = get_route(root, p)
        q_route = get_route(root, q)
        ancestor = None
        for p in p_route:
            if p in q_route:
                ancestor = p
        return ancestor

也可以考虑将这两个节点放在一起遍历。从根节点开始遍历:

如果当前节点的值大于 p 和 q 的值,说明p 和 q应该在当前节点的左子树;如果当前节点的值小于 p 和 q 的值,说明 p 和 q 应该在当前节点的右子树。

如果当前节点的值不满足上述两条要求,那么说明当前节点就是「分岔点」。此时,p 和 q 要么在当前节点的不同的子树中,要么p、q中的一个就是当前节点。

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        ancestor = root
        while True:
            if p.val < ancestor.val and q.val < ancestor.val:
                ancestor = ancestor.left
            elif p.val > ancestor.val and q.val > ancestor.val:
                ancestor = ancestor.right
            else:
                break
        return ancestor