题⽬描述

给定⼀个⼆叉搜索树, 找到该树中两个指定节点的最近公共祖先。

  1. 对于该题的最近的公共祖先定义:对于有根树T的两个结点p 、q,最近公共祖先LCA(T,p,q)表示⼀个结点x,满⾜x 是p 和q 的祖先且x 的深度尽可能⼤。在这⾥,⼀个节点也可以是它⾃⼰的祖先.

  2. ⼆叉搜索树是若它的左⼦树不空,则左⼦树上所有结点的值均⼩于它的根结点的值; 若它的右⼦树不空,则右⼦树上所有结点的值均⼤于它的根结点的值

  3. 所有节点的值都是唯⼀的。

  4. p 、q 为不同节点且均存在于给定的⼆叉搜索树中。

如果给定以下搜索⼆叉树: {7,1,12,0,4,11,14,#,#,3,5},如下图: 示例1 输⼊: {7,1,12,0,4,11,14,#,#,3,5},1,12 输出: 7 说明:节点1 和 节点12的最近公共祖先是7

示例2: 输⼊: {7,1,12,0,4,11,14,#,#,3,5},12,11 输出: 12 说明:因为⼀个节点也可以是它⾃⼰的祖先.所以输出12

思路及解答

迭代遍历

二叉搜索树(BST)的特性,通过迭代查找公共祖先,根据节点值大小关系,决定向左子树或右子树查找

  • 时间复杂度:O(h),h为树高,平均O(log n),最坏O(n)

  • 空间复杂度:O(1),只使用常数空间

递归遍历

递归判断节点值关系,决定向左或右递归查找

题⽬已经保证了,两个节点 p , q 都在树上,我们取出根节点 7,假设⼩于 7,则在左⼦树,如果⼤于7,则在右⼦树。

需要查找的两个节点,但凡有⼀个等于根节点,它们的⽗节点就是根节点,因为⼀个节点的⽗节点可以是⾃身(题⽬有说明)。

如果⼀个⼤于根节点,⼀个⼩于更节点,其最近公共祖先也是根节点。如果两个都⼤于,或者两个都⼩于,怎么办?

当然是递归,如果两个都⼩于,那么就取当前的左⼦树进⾏递归,直到符合要求。⽐如查找,3 和 5,由于 3 和 5 都⼩于 7,那么取左⼦树 1 下⾯的进⾏递归:

  • 时间复杂度:O(h),递归深度为树高

  • 空间复杂度:O(h),递归调用栈空间

通用二叉树

假设这道题条件改⼀下,如果不是⼆叉搜索树,怎么办?

如果不是⼆叉搜索树,那么我们不能直接判断出它在左⼦树,还是在右⼦树。不如暴⼒点,先在左⼦树中找,如果左⼦树没找到,说明都在右⼦树,如果两个都分别存在,说明当前节点就是他们的⽗节点。

  • 时间复杂度:O(n),需要遍历整个树

  • 空间复杂度:O(h),递归栈深度