力扣(LeetCode)236.二叉树的最近公共祖先

博客围绕LeetCode 236题二叉树的最近公共祖先问题展开。先给出问题定义,即找到二叉树中两个指定节点的最近公共祖先。接着给出示例,最后展示了用户@无心的解答,还给出了Python版本代码。

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236. 二叉树的最近公共祖先

问题

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]
在这里插入图片描述
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。

来源:力扣(LeetCode)

链接:https://leetcode-cn.com/problems/lowest-common-ancestor-of-a-binary-tree

解答

来自用户 @无心 解答。

链接:https://leetcode-cn.com/problems/lowest-common-ancestor-of-a-binary-tree/comments/213871

root为空,p,q为root时 直接返回root

递归左右,都不为空说明一个在左,一个在右 此时返回root

此时谁不为空返回谁 简洁写法

class Solution {
   public TreeNode lowestCommonAncestor(TreeNode root, TreeNode p, TreeNode q) {
       if(root == null || p == root || q == root)return root;
       TreeNode left = lowestCommonAncestor(root.left,p,q);
       TreeNode right = lowestCommonAncestor(root.right,p,q);
       if(left!=null && right != null)return root;
       return left == null ? right : left;
   }
}

这里再给出Python版本:

class Solution:
    def lowestCommonAncestor(self, root, p, q):
        if root in [p, q, None]:
            return root
        leftAns = self.lowestCommonAncestor(root.left, p, q)
        rightAns = self.lowestCommonAncestor(root.right, p, q)
        if leftAns is not None and rightAns is not None:
            return root
        return rightAns if leftAns is None else leftAns
### 关于LeetCode二叉树最近公共祖先问题的解法 #### 问题概述 给定一棵二叉树以及其中的两个节点 `p` 和 `q`,目标是找到它们的最近公共祖先 (Lowest Common Ancestor, LCA)[^2]。 #### 方法一:递归方法 通过递归遍历整棵树来查找最近公共祖先。核心思想在于分别从当前节点的左子树和右子树中寻找 `p` 或 `q` 节点的存在情况: - 如果某个节点为空或者等于 `p` 或者 `q`,则直接返回该节点。 - 对当前节点的左右子树进行递归调用,得到的结果分别为 `left` 和 `right`。 - 若 `left` 和 `right` 均不为空,则说明 `p` 和 `q` 分别位于当前节点两侧,因此当前节点即为最近公共祖先[^3]。 以下是实现代码: ```python class Solution: def lowestCommonAncestor(self, root: 'TreeNode', p: 'TreeNode', q: 'TreeNode') -> 'TreeNode': if not root or root == p or root == q: return root left = self.lowestCommonAncestor(root.left, p, q) right = self.lowestCommonAncestor(root.right, p, q) if left and right: return root return left if left else right ``` #### 方法二:迭代方法(基于父指针) 如果可以访问到每个节点的父节点信息,可以通过记录路径的方式解决此问题。具体做法如下: - 使用字典存储每个节点及其对应的父节点关系。 - 利用深度优先搜索构建上述映射表。 - 找到从根节点到 `p` 的所有祖先集合。 - 遍历从根节点到 `q` 的路径,第一个出现在 `p` 祖先集中的节点即是所求最近公共祖先[^4]。 下面展示相应算法伪码片段: ```python def lowestCommonAncestorWithParentPointer(root, p, q): parent_map = {root: None} stack = [root] while p not in parent_map or q not in parent_map: node = stack.pop() if node.left: parent_map[node.left] = node stack.append(node.left) if node.right: parent_map[node.right] = node stack.append(node.right) ancestors = set() while p: ancestors.add(p) p = parent_map[p] while q not in ancestors: q = parent_map[q] return q ``` #### 复杂度分析 - **时间复杂度**: O(N),其中 N 表示二叉树中的节点总数,在最坏情况下可能需要访问整个树的所有节点。 - **空间复杂度**: O(H),H 是树的高度;在平衡树的情况下 H=logN ,而在退化成链表的情况下的高度会达到 N[^1]。 ---
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