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二叉树的最近公共祖先

题目描述

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)。”

示例

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

提示:

  • 树中节点数目在范围 [2, 10^5] 内。
  • -10^9 <= Node.val <= 10^9
  • 所有 Node.val 互不相同 。
  • p != q
  • p 和 q 均存在于给定的二叉树中。

解题思路

递归遍历左子树和右子树

对于任意节点,首先判断是否为空或为目标节点之一。然后递归搜索左右子树:

  1. 如果左右子树分别找到两个目标节点,则当前节点为最近公共祖先
  2. 如果只有一侧子树找到目标节点,则返回该节点
  3. 如果当前节点就是目标节点之一,则直接返回

时间复杂度:O(n),空间复杂度:O(n)

C++ 解法

struct TreeNode {
int val;
TreeNode *left;
TreeNode *right;
TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
};

class Solution {
public:
TreeNode* lowestCommonAncestor(TreeNode* root, TreeNode* p, TreeNode* q) {
// 如果当前节点为空或者当前节点等于p或者q,则返回当前节点
if (!root || root == p || root == q) return root;

// 递归调用左右子树寻找 p 和 q
TreeNode* left = lowestCommonAncestor(root->left, p, q);
TreeNode* right = lowestCommonAncestor(root->right, p, q);

// 1. 左右都找到 p 和 q,则当前节点为最近公共祖先
if (left && right) return root;

// 2. 只找到一个节点,则向上返回该节点
return left ? left : right;
}
};

LeetCode链接: 236. 二叉树的最近公共祖先