Python程序：判断链表是否在给定二叉树中存在

假设我们给定一个具有根节点“root”的二叉树和一个具有头节点“head”的链表。我们需要找出该链表是否在该二叉树中存在。如果树中的一组节点按顺序彼此链接，并且该顺序与提供的链表的顺序相似，则我们返回“True”，否则返回“False”。

因此，如果输入如下所示：

树

链表

则输出将为 True。

为了解决这个问题，我们将遵循以下步骤：

  • arr := 一个新的列表
  • size := arr 的大小
  • temp_arr := 一个大小为 (size + 1) 的数组，初始化为 -1
  • 定义一个函数 helper()。它将接收 root 和 val 作为参数。
    • 如果 val >= size，则
      • 返回 True
    • 如果 root 等于 None，则
      • 返回 False
    • val := val + 1
    • 当 val > 0 且 root 的值与 arr[val - 1] 不相同时，执行以下操作：
      • val := temp_arr[val - 1] + 1
    • 如果 helper(root 的左子树, val) 或 helper(root 的右子树, val) 为 True，则
      • 返回 True
    • 返回 False
  • start := head
  • 当 start 不等于 null 时，执行以下操作：
    • 将 start 的值添加到 arr 的末尾
    • start := start 的下一个节点
  • 对于从 1 到 size + 1 的每个节点，执行以下操作：
    • temp_arr[node] := temp_arr[node - 1] + 1
    • 当 temp_arr[node] > 0 且 arr[node - 1] 与 arr[temp_arr[node] - 1] 不相同时，执行以下操作：
      • temp_arr[node] := temp_arr[temp_arr[node] - 1] + 1
  • 返回 helper(root, 0)

示例

让我们看下面的实现来更好地理解：

class TreeNode:
   def __init__(self, val, left=None, right=None):
      self.val = val
      self.left = left
      self.right = right

class ListNode:
   def __init__(self, val, next=None):
      self.val = val
      self.next = next

def insert(temp,data):
   que = []
   que.append(temp)
   while (len(que)):
      temp = que[0]
      que.pop(0)
      if (not temp.left):
         if data is not None:
            temp.left = TreeNode(data)
         else:
            temp.left = TreeNode(0)
         break
      else:
         que.append(temp.left)

      if (not temp.right):
         if data is not None:
            temp.right = TreeNode(data)
         else:
            temp.right = TreeNode(0)
         break
      else:
         que.append(temp.right)

def make_tree(elements):
   node = TreeNode(elements[0])
   for element in elements[1:]:
      insert(node, element)
   return node

def make_list(elements):
   head = ListNode(elements[0])
   for element in elements[1:]:
      ptr = head
      while ptr.next:
         ptr = ptr.next
      ptr.next = ListNode(element)
   return head

def solve(root, head):
   arr = []
   start = head
   while start:
      arr += (start.val,)
      start = start.next
   size = len(arr)
   temp_arr = [-1] * (size + 1)
   for node in range(1, size + 1):
      temp_arr[node] = temp_arr[node - 1] + 1
      while temp_arr[node] > 0 and arr[node - 1] != arr[temp_arr[node] - 1]:
         temp_arr[node] = temp_arr[temp_arr[node] - 1] + 1
   def helper(root, val):
      if val >= size:
         return True
      if not root:
         return False
      val += 1
      while val > 0 and root.val != arr[val - 1]:
         val = temp_arr[val - 1] + 1
      if helper(root.left, val) or helper(root.right, val):
         return True
      return False
   return helper(root, 0)

root = make_tree([6, 7, 8, 9, 10])
head = make_list([6, 7, 10])
print(solve(root, head))

输入

root = make_tree([6, 7, 8, 9, 10])
head = make_list([6, 7, 10])
print(solve(root, head))

输出

True

更新于: 2021年10月19日

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