使用 Python 和父指针查找二叉树的最低公共祖先的程序


假设我们给定一棵二叉树以及两个特定的节点 x 和 y。我们必须从二叉树中找出这两个节点的最低公共祖先。二叉树中的最低公共祖先是指 x 和 y 节点都是其后代的最低节点。特定节点也可以是其自身的后代。我们必须找到该节点并将其作为输出返回。

树的节点结构如下所示:

TreeNode:
   data: <integer>
   left: <pointer of TreeNode>
   right: <pointer of TreeNode>
   parent: <pointer of TreeNode>

在寻找解决方案时,我们必须利用父指针。

因此,如果输入如下所示:

并且 x = 3,y = 7;则输出将为 5。

3 和 7 都是 5 的后代,所以答案是 5。

为了解决这个问题,我们将遵循以下步骤:

  • path_p_r := 一个新的列表

  • 当 x 不为空时,执行:

    • 将 x 插入 path_p_r 的末尾

    • x := x 的父节点

  • 当 y 不为空时,执行:

    • 如果 path_p_r 中存在 y,则

      • 返回 y

    • y := y 的父节点

让我们看看下面的实现以更好地理解:

示例

现场演示

class TreeNode:
   def __init__(self, data, left = None, right = None, parent = None):
      self.data = data
      self.left = left
      self.right = right
      self.parent = parent
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, parent=temp)
         else:
            temp.left = TreeNode(0,parent=temp)
         break
      else:
         que.append(temp.left)
   if (not temp.right):
      if data is not None:
         temp.right = TreeNode(data,parent=temp)
      else:
         temp.right = TreeNode(0,parent=temp)
      break
   else:
      que.append(temp.right)
def make_tree(elements):
   Tree = TreeNode(elements[0])
   for element in elements[1:]:
      insert(Tree, element)
   return Tree
def search_node(root, element):
   if (root == None):
      return None
   if (root.data == element):
      return root
      res1 = search_node(root.left, element)
   if res1:
      return res1
   res2 = search_node(root.right, element)
   return res2
def solve(x, y):
   path_p_r = []
   while x:
      path_p_r.append(x)
      x = x.parent
   while y:
      if y in path_p_r:
         return y
      y = y.parent
root = make_tree([5, 3, 7, 2, 4, 1, 7, 6, 8, 10])
print(solve(search_node(root, 3), search_node(root, 7)).data)

输入

[5, 3, 7, 2, 4, 1, 7, 6, 8, 10], 3, 7

输出

5

更新于:2021年5月29日

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