二叉树(12)----查找两个节点最低祖先节点(或最近公共父节点等),递归和非递归

1、二叉树定义:

typedef struct BTreeNodeElement_t_ {
    void *data;
} BTreeNodeElement_t;


typedef struct BTreeNode_t_ {
    BTreeNodeElement_t     *m_pElemt;
    struct BTreeNode_t_    *m_pLeft;
    struct BTreeNode_t_    *m_pRight;
} BTreeNode_t;

2、查找二叉树中两个节点的最低祖先节点(或最近公共父节点等)

    最低祖先节点就是从根节点遍历到给定节点时的最后一个相同节点

例如:

                                                                                    A

                                                            B                                            C

                                            D                        E                     F                                G

                                    H            I            J            K        L        M                        N    O

如上图,H和J的最低祖先节点是B。

因为从根节点A到H的链路为:   A     B    D   H

从根节点A到J的链路为:   A   B    E   J

查看链路节点可知,B是最后一个相同节点,也就是所谓的最近公共父节点或者说最低祖先节点。

(1)递归方式

如果给定pRoot是NULL,即空树,则返回的公共节点自然就是NULL;

如果给定pRoot与两个节点中任何一个相同,说明,pRoot在就是所要找的两个节点之一,则直接返回pRoot,表明在当前链路中找到至少一个节点;

如果给定pRoot不是两个节点中任何一个,则说明,需要在pRoot的左右子树中重新查找,此时有三种情况:两个节点都在左子树上;两个节点都在右子树上;一个在左子树,一个在右子树上;具体来说,就是:

        情况一:如果左子树查找出的公共节点是NULL,则表明从左子树根节点开始到左子树的所有叶子节点等所有节点中,没有找到两个节点中的任何一个,这就说明,这两个节点不在左子树上,不在左子树,则必定在右子树上;

       情况二:如果右子树查找的公共节点是NULL,说明在右子树中无法找到任何一个节点,则两个节点必定在左子树上;

       情况三: 如果左右子树查找的公共节点都不是NULL,说明左右子树中各包含一个节点,则当前节点pRoot就是最低公共节点,返回就可以了。

       三种情况是互斥的, 只能是其中之一。

BTreeNode_t *GetLastCommonParent( BTreeNode_t *pRoot, BTreeNode_t *pNode1, BTreeNode_t *pNode2){
    if( pRoot == NULL ) //说明是空树,不用查找了,也就找不到对应节点,则返回NULL
        return  NULL;

    if( pRoot == pNode1 || pRoot == pNode2 )//说明在当前子树的根节点上找到两个节点之一
        return pRoot;

    BTreeNode_t   *pLeft = GetLastCommonParent( pRoot->m_pLeft, pNode1, pNode2);  //左子树中的查找两个节点并返回查找结果
    BTreeNode_t   *pRight = GetLastCommonParent( pRoot->m_pRight, pNode1, pNode2);//右子树中查找两个节点并返回查找结果

    if( pLeft == NULL )//如果在左子树中没有找到,则断定两个节点都在右子树中,可以返回右子树中查询结果;否则,需要结合左右子树查询结果共同断定
        return pRight;
    if ( pRight == NULL )//如果在右子树中没有找到,则断定两个节点都在左子树中,可以返回左子树中查询结果;否则,需要结合左右子树查询结果共同断定
        return pLeft;
    
    return pRoot;//如果在左右子树中都找两个节点之一,则pRoot就是最低公共祖先节点,返回即可。
}

(2)非递归方式:

BTreeNode_t *GetLastCommonParent(BTreeNode_t *pRoot,  BTreeNode_t *pNode1, BTreeNode_t *pNode2){
    if( pRoot == NULL || pNode1 == NULL || pNode2 == NULL) 
        return NULL;


    vector < BTreeNode_t *>  vec1;//用来保存从根节点到指定节点的遍历路径,前序遍历
    vector <BTreeNode_t *>   vec2;
    stack <BTreeNode_t *>   st;
    bool  findflag1 = false;
    bool findflag2 = false;
    BTreeNode_t *commonParent = NULL;


    while( pRoot != NULL || !st.empty() ){
        while( pRoot != NULL ){



            if( findflag1 == false){//没有找出所有的节点:从根节点到指定节点,在遍历时继续入栈
                vec1.push_back( pRoot);
                if( pRoot == pNode1)//找到,则设置标志位
                    findflag1 = true;
            }


            if( findflag2 == false ){
                vec1.push_back( pRoot);
                if( pRoot == pNode2 )
                    findflag2 = true;
            }


            if( findflag1 == true && findflag2 == true)//如果都已找到,则退出
                break;

            st.push( pRoot);
            pRoot = pRoot->m_pLeft;
        }


        while( !st.empty()){
            pRoot = st.top();
            st.pop();
            pRoot = pRoot->right;
            
            if( findflag1 == false )//没有找到全部路径节点时,就需要将错误路径节点退出
                vec1.pop_back();


            if( findflag2 == false )
                vec2.pop_back();
        }
        if( findflag1 == true && findflag2 == true)//如果都已找到,则退出
            break;


    } 
    if( findflag1 == true && findflag2 == true){//在两个遍历路径上查找最后一个相同的节点,就是最低公共祖先节点(最近公共父节点) 
        vector< BTreeNode_t *> ::iterator iter1 = vec1.begin(); 
        vector< BTreeNode_t *> ::iterator iter2 = vec2.begin(); 
        while( iter1 != vec1.end() && iter2 != vec2.end() ){ 
            if( *iter1 == *iter2) 
                commonParent = *iter1; 
            else 
                break; 
            ++iter1; 
            ++iter2;
         } 
    } 


    vec1.clear(); 
    vec2.clear(); 
    st.clear(); 


    return commonParent;
}
</pre><pre>

    原文作者:二叉查找树
    原文地址: https://blog.csdn.net/beitiandijun/article/details/41970417
    本文转自网络文章,转载此文章仅为分享知识,如有侵权,请联系博主进行删除。
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