(M)(Tree)Lowest Common Ancestor of a Binary Tree

本文介绍了一种寻找二叉树中两个指定节点的最低公共祖先(LCA)的算法实现。通过递归构建节点到父节点的映射,并逆向追踪两个目标节点的路径,找到它们共同的祖先节点。

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236. Lowest Common Ancestor of a Binary Tree

Given a binary tree, find the lowest common ancestor (LCA) of two given nodes in the tree.

According to the definition of LCA on Wikipedia: “The lowest common ancestor is defined between two nodes v and w as the lowest node in T that has both v and w as descendants (where we allow a node to be a descendant of itself).”

        _______3______
       /              \
    ___5__          ___1__
   /      \        /      \
   6      _2       0       8
         /  \
         7   4

For example, the lowest common ancestor (LCA) of nodes 5 and 1 is 3. Another example is LCA of nodes 5 and 4 is 5, since a node can be a descendant of itself according to the LCA definition.

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
public class Solution {
    public TreeNode lowestCommonAncestor(TreeNode root, TreeNode p, TreeNode q) {
        Map<TreeNode,TreeNode> map = new HashMap<TreeNode,TreeNode>();
        map.put(root,null);
        find(map,root,p);
        find(map,root,q);
        
        List<TreeNode> list1 = new ArrayList<TreeNode>();
        list1.add(p);
        List<TreeNode> list2 = new ArrayList<TreeNode>();
        list2.add(q);
        TreeNode parent1 = map.get(p);
        while(parent1!=null)
        {
            list1.add(parent1);
            parent1 = map.get(parent1);
        }
        TreeNode parent2 = map.get(q);
        while(parent2!=null)
        {
            list2.add(parent2);
            parent2 = map.get(parent2);
        }
        
        for(int i=0;i<=list1.size();i++)
        {
            if(list2.contains(list1.get(i)))
                return list1.get(i);
        }
        return null;
    }
    public void find(Map<TreeNode,TreeNode> map,TreeNode root,TreeNode target)
    {
        if(root.val==target.val)
            return;
        if(root.left!=null)
        {
            map.put(root.left,root);
            find(map,root.left,target);
        }
        if(root.right!=null)
        {
            map.put(root.right,root);
            find(map,root.right,target);
        }
    }
}


内容概要:本文探讨了在MATLAB/SimuLink环境中进行三相STATCOM(静态同步补偿器)无功补偿的技术方法及其仿真过程。首先介绍了STATCOM作为无功功率补偿装置的工作原理,即通过调节交流电压的幅值和相位来实现对无功功率的有效管理。接着详细描述了在MATLAB/SimuLink平台下构建三相STATCOM仿真模型的具体步骤,包括创建新模型、添加电源和负载、搭建主电路、加入控制模块以及完成整个电路的连接。然后阐述了如何通过对STATCOM输出电压和电流的精确调控达到无功补偿的目的,并展示了具体的仿真结果分析方法,如读取仿真数据、提取关键参数、绘制无功功率变化曲线等。最后指出,这种技术可以显著提升电力系统的稳定性与电能质量,展望了STATCOM在未来的发展潜力。 适合人群:电气工程专业学生、从事电力系统相关工作的技术人员、希望深入了解无功补偿技术的研究人员。 使用场景及目标:适用于想要掌握MATLAB/SimuLink软件操作技能的人群,特别是那些专注于电力电子领域的从业者;旨在帮助他们学会建立复杂的电力系统仿真模型,以便更好地理解STATCOM的工作机制,进而优化实际项目中的无功补偿方案。 其他说明:文中提供的实例代码可以帮助读者直观地了解如何从零开始构建一个完整的三相STATCOM仿真环境,并通过图形化的方式展示无功补偿的效果,便于进一步的学习与研究。
以下是C#中二叉树的lowest common ancestor的源代码: ```csharp using System; public class Node { public int value; public Node left; public Node right; public Node(int value) { this.value = value; this.left = null; this.right = null; } } public class BinaryTree { public Node root; public BinaryTree() { this.root = null; } public Node LowestCommonAncestor(Node node, int value1, int value2) { if (node == null) { return null; } if (node.value == value1 || node.value == value2) { return node; } Node left = LowestCommonAncestor(node.left, value1, value2); Node right = LowestCommonAncestor(node.right, value1, value2); if (left != null && right != null) { return node; } return (left != null) ? left : right; } } public class Program { public static void Main() { BinaryTree tree = new BinaryTree(); tree.root = new Node(1); tree.root.left = new Node(2); tree.root.right = new Node(3); tree.root.left.left = new Node(4); tree.root.left.right = new Node(5); tree.root.right.left = new Node(6); tree.root.right.right = new Node(7); Node lca = tree.LowestCommonAncestor(tree.root, 4, 5); Console.WriteLine("Lowest Common Ancestor of 4 and 5: " + lca.value); lca = tree.LowestCommonAncestor(tree.root, 4, 6); Console.WriteLine("Lowest Common Ancestor of 4 and 6: " + lca.value); lca = tree.LowestCommonAncestor(tree.root, 3, 4); Console.WriteLine("Lowest Common Ancestor of 3 and 4: " + lca.value); lca = tree.LowestCommonAncestor(tree.root, 2, 4); Console.WriteLine("Lowest Common Ancestor of 2 and 4: " + lca.value); } } ``` 在上面的代码中,我们定义了一个Node类和一个BinaryTree类。我们使用BinaryTree类来创建二叉树,并实现了一个LowestCommonAncestor方法来计算二叉树中给定两个节点的最近公共祖先。 在LowestCommonAncestor方法中,我们首先检查给定节点是否为null或与给定值之一匹配。如果是,则返回该节点。否则,我们递归地在左子树和右子树上调用LowestCommonAncestor方法,并检查它们的返回值。如果左子树和右子树的返回值都不为null,则当前节点是它们的最近公共祖先。否则,我们返回非null的那个子树的返回值。 在Main方法中,我们创建了一个二叉树,并测试了LowestCommonAncestor方法的几个不同输入。
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