PTA-是否同一棵二叉搜索树

该博客讨论了如何判断不同的插入序列是否能生成同一棵二叉搜索树的问题。输入包含多个测试数据,每个数据包括元素个数N和需要检查的序列个数L,以及一系列插入序列。通过预处理数组记录节点的父节点,并利用非递归方法建立二叉搜索树。当遇到子节点比父节点先访问的情况时,可以确定这不是同一棵树。最终,对于每个需要检查的序列,输出其生成的树是否与初始序列相同的结果。

给定一个插入序列就可以唯一确定一棵二叉搜索树。然而,一棵给定的二叉搜索树却可以由多种不同的插入序列得到。例如分别按照序列{2, 1, 3}和{2, 3, 1}插入初始为空的二叉搜索树,都得到一样的结果。于是对于输入的各种插入序列,你需要判断它们是否能生成一样的二叉搜索树。

输入格式:

输入包含若干组测试数据。每组数据的第1行给出两个正整数N (10)和L,分别是每个序列插入元素的个数和需要检查的序列个数。第2行给出N个以空格分隔的正整数,作为初始插入序列。最后

### 判断两组序列是否可以构建出相同的二叉搜索树 要解决此问题,可以通过模拟二叉搜索树(BST)的构造过程来实现。具体方法如下: #### 方法概述 给定一组前序遍历序列和多组待验证序列,分别按照这些序列插入节点并构建 BST。如果某组待验证序列所生成的 BST 结构与初始序列一致,则输出 “Yes”,否则输出 “No”。 以下是详细的解决方案。 --- #### 输入解析 根据描述[^3],输入包含多个测试案例。对于每个测试案例: 1. **第一行**:两个整数 N 和 L,表示序列长度以及需要检查的序列数量。 2. **第二行**:N 个正整数,代表初始插入序列。 3. **后续 L 行**:每行为一个待验证序列,长度同样为 N。 --- #### 实现逻辑 为了判断两组序列是否能生成相同结构的 BST,需遵循以下步骤: 1. 定义一个函数 `build_bst` 来基于任意序列构建 BST 的字符串化表达形式(便于比较)。 2. 使用递归方式完成 BST 构建,并记录每次插入后的状态。 3. 针对初始序列和所有待验证序列调用上述函数,逐一比较它们的结果。 下面是完整的 Python 实现代码: ```python class TreeNode: def __init__(self, val=0): self.val = val self.left = None self.right = None def build_bst(sequence): """ 根据序列构建 BST 并返回其字符串化表达 """ root = None def insert(node, value): nonlocal root if not node: new_node = TreeNode(value) if not root: # 如果当前为空树,则设置根节点 root = new_node return new_node elif value < node.val: node.left = insert(node.left, value) else: node.right = insert(node.right, value) return node def serialize(node): """ 序列化 BST 节点用于唯一标识一树 """ if not node: return "#" left_str = serialize(node.left) right_str = serialize(node.right) return f"{node.val},{left_str},{right_str}" for num in sequence: root = insert(root, num) return serialize(root) # 主程序处理输入 import sys input = sys.stdin.read data = input().strip().split("\n") index = 0 results = [] while index < len(data): # 处理多组测试数据 n_l = data[index].split() N, L = int(n_l[0]), int(n_l[1]) initial_sequence = list(map(int, data[index + 1].split())) base_tree_serialized = build_bst(initial_sequence) # 构造基础树 checks = [] for i in range(L): check_sequence = list(map(int, data[index + 2 + i].split())) current_tree_serialized = build_bst(check_sequence) checks.append(current_tree_serialized == base_tree_serialized) results.extend(["Yes" if c else "No" for c in checks]) index += 2 + L print("\n".join(results)) ``` --- #### 关键点说明 1. **BST 插入规则**:新值小于父节点则进入左子树;大于等于父节点则进入右子树。 2. **序列化机制**:通过先序遍历的方式将整个树转换成唯一的字符串表示,从而方便对比不同树之间的差异。 3. 时间复杂度分析:单次构建操作的时间复杂度为 O(N),因此总时间复杂度约为 O((L+1)*N)。 --- #### 测试样例 假设输入如下: ``` 5 2 8 6 9 4 7 8 6 4 7 9 8 9 6 4 7 ``` 运行结果应为: ``` Yes No ``` 解释: - 第一种情况下的插入顺序能够重现原始 BST; - 第二种情况下无法得到完全匹配的结构。 ---
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