二刷算法训练营Day22 | 二叉树(8/9)

news2025/1/16 17:50:39

目录

详细布置:

1. 235. 二叉搜索树的最近公共祖先

2. 701. 二叉搜索树中的插入操作

3. 450. 删除二叉搜索树中的节点


详细布置:

1. 235. 二叉搜索树的最近公共祖先

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。

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)。”

建议:相对于 二叉树的最近公共祖先 本题就简单一些了,因为 可以利用二叉搜索树的特性。

如果是普通二叉树,利用回溯从底向上搜索,遇到一个节点的左子树里有p,右子树里有q,那么当前节点就是最近公共祖先。

但本题是BST,因此可以利用它的性质。

在有序树里,如果判断一个节点的左子树里有p,右子树里有q呢?

因为是有序树,所以 如果 中间节点是 q 和 p 的公共祖先,那么 中节点的数组 一定是在 [p, q]区间的。即 中节点 > p && 中节点 < q 或者 中节点 > q && 中节点 < p。

class Solution:
    def traversal(self, cur, p, q):
        if cur is None:
            return cur
                                                        # 中
        if cur.val > p.val and cur.val > q.val:           # 左
            left = self.traversal(cur.left, p, q)
            if left is not None:
                return left

        if cur.val < p.val and cur.val < q.val:           # 右
            right = self.traversal(cur.right, p, q)
            if right is not None:
                return right

        return cur

    def lowestCommonAncestor(self, root, p, q):
        return self.traversal(root, p, q)

2. 701. 二叉搜索树中的插入操作

给定二叉搜索树(BST)的根节点 root 和要插入树中的值 value ,将值插入二叉搜索树。 返回插入后二叉搜索树的根节点。 输入数据 保证 ,新值和原始二叉搜索树中的任意节点值都不同。

注意,可能存在多种有效的插入方式,只要树在插入后仍保持为二叉搜索树即可。 你可以返回 任意有效的结果 。

:只要按照二叉搜索树的规则去遍历,遇到空节点就插入节点就可以了。

701.二叉搜索树中的插入操作

例如插入元素10 ,需要找到末尾节点插入便可,一样的道理来插入元素15,插入元素0,插入元素6,需要调整二叉树的结构么? 并不需要。

只要遍历二叉搜索树,找到空节点 插入元素就可以了,那么这道题其实就简单了。

接下来就是遍历二叉搜索树的过程了。

class Solution:
    def insertIntoBST(self, root, val):
        if root is None:
            return TreeNode(val)
        parent = None
        cur = root
        while cur:
            parent = cur
            if val < cur.val:
                cur = cur.left
            else:
                cur = cur.right
        if val < parent.val:
            parent.left = TreeNode(val)
        else:
            parent.right = TreeNode(val)
        return root

3. 450. 删除二叉搜索树中的节点

给定一个二叉搜索树的根节点 root 和一个值 key,删除二叉搜索树中的 key 对应的节点,并保证二叉搜索树的性质不变。返回二叉搜索树(有可能被更新)的根节点的引用。

一般来说,删除节点可分为两个步骤:

  1. 首先找到需要删除的节点;
  2. 如果找到了,删除它。

建议:相对于 插入操作,本题就有难度了,涉及到改树的结构

给定一个二叉搜索树的根节点 root 和一个值 key,删除二叉搜索树中的 key 对应的节点,并保证二叉搜索树的性质不变。返回二叉搜索树(有可能被更新)的根节点的引用。

class Solution:
    def deleteNode(self, root, key):
        if root is None:
            return root
        if root.val == key:
            if root.left is None and root.right is None:
                return None
            elif root.left is None:
                return root.right
            elif root.right is None:
                return root.left
            else:
                cur = root.right
                while cur.left is not None:
                    cur = cur.left
                cur.left = root.left
                return root.right
        if root.val > key:
            root.left = self.deleteNode(root.left, key)
        if root.val < key:
            root.right = self.deleteNode(root.right, key)
        return root

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