993. Cousins in Binary Tree

博客介绍了解题相关内容,基本思路是使用深度优先搜索,还提及了基于 Maps 和基于 arr 的两种方法。

题目描述

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方法思路

基本思路就是使用深度优先搜索

Approach1: based on Maps

class Solution {
    //Runtime: 4 ms, faster than 79.97%
    //Memory Usage: 37.2 MB, less than 45.22%
    Map<Integer, Integer> depth;
    Map<Integer, TreeNode> parent;

    public boolean isCousins(TreeNode root, int x, int y) {
        depth = new HashMap();
        parent = new HashMap();
        dfs(root, null);
        return (depth.get(x) == depth.get(y) && parent.get(x) != parent.get(y));
    }

    public void dfs(TreeNode node, TreeNode par) {
        if (node != null) {
            depth.put(node.val, par != null ? 1 + depth.get(par.val) : 0);
            parent.put(node.val, par);
            dfs(node.left, node);
            dfs(node.right, node);
        }
    }
}

Approach2: based on arr

class Solution {
    //Runtime: 6 ms, faster than 11.41%
    //Memory Usage: 37.6 MB, less than 5.18%
    int[] arr;
    public boolean isCousins(TreeNode root, int x, int y) {
        if(root == null) 
            return false;
        if(root.val == x || root.val == y)
            return false;
        int[] x_Info = find_Info(root, x, 0);
        int[] y_Info = find_Info(root, y, 0);
        if(x_Info[0] == y_Info[0] && x_Info[1] != y_Info[1])
            return true;
        return false;
    }
    public int[] find_Info(TreeNode root, int val, int depth){
        if(root != null){
            if(root.left != null ){
                if(root.left.val == val){
                    arr = new int[2];
                    arr[0] = depth + 1;
                    arr[1] = root.val;
                    return arr;
                }else{
                    find_Info(root.left, val, depth + 1);
                    find_Info(root.right, val, depth + 1);
                }
            }
            if(root.right != null ){
                if(root.right.val == val){
                    arr = new int[2];
                    arr[0] = depth + 1;
                    arr[1] = root.val;
                    return arr;
                }else{
                    find_Info(root.left, val, depth + 1);
                    find_Info(root.right, val, depth + 1);
                }
            }
        }
        return arr;
    }
}
<think>嗯,用户想设计一个包含时间和性别等属性的对象,并且要实现JSON的序列化和反序列化,还要能查询亲属关系,比如堂兄弟。首先,我需要确定类的基本结构。时间属性可以用DateTime,性别的话可以用枚举类型,比如Gender枚举,包含Male和Female。然后,亲属关系可能需要一个集合来存储,比如一个List<Person>或者字典,方便查找。 接下来是JSON的序列化和反序列化。用户提到用Newtonsoft.Json,所以需要安装NuGet包。在类里面,可能需要用[JsonProperty]属性来确保字段正确映射。比如,Birthday属性可能需要格式化成特定的日期字符串,这样序列化和反序列化的时候不会出错。要注意处理日期格式,可能需要使用JsonConverter来自定义转换。 然后是亲属关系的查询功能。堂兄弟的定义比较复杂,需要找到同一祖父的孩子,并且父母是兄弟。所以,每个Person对象需要记录父母和子女。可能需要添加Father和Mother属性,以及Children集合。这样在查询时,可以通过父辈找到共同的祖父,然后比较父母是否是兄弟。 但是,如何高效地存储和查询亲属关系呢?可能需要为每个Person维护一个父节点和母节点的引用,以及子女列表。当要查找堂兄弟时,首先确定当前人的父节点的兄弟(即叔叔伯伯),然后这些兄弟的孩子就是堂兄弟。需要注意排除同一父母的情况,即亲兄弟不算堂兄弟。 另外,性别可能在亲属关系中起作用,比如堂兄弟通常是男性,但用户的需求可能需要更灵活的处理。是否需要考虑性别因素,或者是否允许堂姐妹的情况?可能需要根据用户的具体需求来调整算法。 在实现序列化时,要注意循环引用的问题。比如,Person对象有父节点,父节点又有子女,可能导致JSON序列化时无限循环。需要使用ReferenceLoopHandling.Ignore来处理,或者在Newtonsoft.Json中设置PreserveReferencesHandling。 测试的时候,可能需要构建一个家族树,添加多个Person实例,设置他们的父母和子女关系,然后调用FindCousins方法验证结果是否正确。比如,创建祖父,两个父亲节点(兄弟关系),然后他们的孩子就是堂兄弟。 最后,用户可能希望有一个完整的示例代码,包括类定义、序列化方法和查询方法。需要确保代码结构清晰,注释明确,方便用户理解。同时,要提醒用户注意数据的一致性,比如添加子女时需要同时更新子女的父母属性,避免数据不一致。</think>### 步骤说明 #### 1. 定义类结构 ```csharp public class Person { // 基础属性 [JsonProperty("name")] public string Name { get; set; } [JsonProperty("birthday")] [JsonConverter(typeof(IsoDateTimeConverter))] public DateTime Birthday { get; set; } [JsonProperty("gender")] public Gender Gender { get; set; } // 亲属关系 [JsonIgnore] // 避免循环引用 public Person Father { get; set; } [JsonIgnore] public Person Mother { get; set; } [JsonIgnore] public List<Person> Children { get; set; } = new List<Person>(); // 辅助方法 public void AddChild(Person child) { Children.Add(child); if (this.Gender == Gender.Male) child.Father = this; else child.Mother = this; } } public enum Gender { Male, Female } ``` #### 2. JSON序列化/反序列化 ```csharp public static class PersonSerializer { private static JsonSerializerSettings _settings = new JsonSerializerSettings { Formatting = Formatting.Indented, ReferenceLoopHandling = ReferenceLoopHandling.Ignore, Converters = { new StringEnumConverter() } }; public static string Serialize(Person person) { return JsonConvert.SerializeObject(person, _settings); } public static Person Deserialize(string json) { return JsonConvert.DeserializeObject<Person>(json, _settings); } } ``` #### 3. 亲属关系查询算法 ```csharp public class KinshipQuery { // 查找堂兄弟(同一祖父且父亲是兄弟) public static List<Person> FindCousins(Person person) { var cousins = new List<Person>(); if (person.Father?.Father == null) return cousins; var grandfather = person.Father.Father; var uncles = grandfather.Children.Where(p => p != person.Father).ToList(); foreach (var uncle in uncles) { cousins.AddRange(uncle.Children.Where(c => c.Gender == Gender.Male)); } return cousins.Distinct().ToList(); } } ``` ### 关键技术点说明 1. **时间处理**:使用`IsoDateTimeConverter`确保日期格式符合ISO 8601标准[^1] 2. **循环引用处理**:通过`ReferenceLoopHandling.Ignore`跳过亲属关系的循环引用 3. **亲属关系维护**:通过`AddChild`方法自动建立父子双向关联 4. **高效查询**:利用树形结构遍历实现$O(n)$时间复杂度的堂兄弟查找算法
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