LeetCode530.二叉搜索树的最小绝对差 501二叉搜索树中的众数 236二叉树的最近公共祖先

news2024/11/25 16:35:40

文章目录

- - - 530二叉搜索树的最小绝对差
    - - c++代码实现
      - python 代码实现
    - 501二叉搜索树中的众数
    - - c++ 代码实现
      - python 代码实现
    - 236二叉树的最近公共祖先
    - - c++代码实现
      - python代码实现

530二叉搜索树的最小绝对差

给你一个二叉搜索树的根节点 root ，返回 树中任意两不同节点值之间的最小差值 。

差值是一个正数，其数值等于两值之差的绝对值。

示例 1：

输入：root = [4,2,6,1,3]
输出：1

示例 2：

输入：root = [1,0,48,null,null,12,49]
输出：1

提示：

树中节点的数目范围是 [2, 104]
0 <= Node.val <= 105

c++代码实现

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    int result = INT_MAX;
    TreeNode * pre = nullptr;
    void traversal(TreeNode* root) {
        if (root == nullptr){
            return;
        }

        traversal(root->left);
        
        if (pre != nullptr) {
            result = min(result, abs(root->val - pre->val));
        }
        // 记录前一个节点
        pre = root;

        traversal(root->right);
    }
    int getMinimumDifference(TreeNode* root) {
        traversal(root);
        return result;
    }
};

python 代码实现

# Definition for a binary tree node.
# class TreeNode:
#     def __init__(self, val=0, left=None, right=None):
#         self.val = val
#         self.left = left
#         self.right = right
class Solution:
    def __init__(self):
        self.result = float("INF")
        self.pre = None

    def traversal(self, root):
        if not root:
            return
        self.traversal(root.left)
        if self.pre != None:
            self.result = min(self.result, abs(root.val - self.pre.val))
        
        self.pre = root 
        self.traversal(root.right)
        
    def getMinimumDifference(self, root: Optional[TreeNode]) -> int:
        self.traversal(root)
        return self.result

501二叉搜索树中的众数

给你一个含重复值的二叉搜索树（BST）的根节点 root ，找出并返回 BST 中的所有众数（即，出现频率最高的元素）。

如果树中有不止一个众数，可以按 任意顺序 返回。

假定 BST 满足如下定义：

结点左子树中所含节点的值 小于等于 当前节点的值
结点右子树中所含节点的值 大于等于 当前节点的值
左子树和右子树都是二叉搜索树

示例 1：

输入：root = [1,null,2,2]
输出：[2]

示例 2：

输入：root = [0]
输出：[0]

提示：

树中节点的数目在范围 [1, 104] 内
-105 <= Node.val <= 105

**进阶：**你可以不使用额外的空间吗？（假设由递归产生的隐式调用栈的开销不被计算在内）

c++ 代码实现

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    vector<int> results;
    int maxCount = 0;
    int count = 0;
    TreeNode * pre = nullptr;
    void searchBST(TreeNode * root) {
        if (root == nullptr) return;

        // 左
        searchBST(root->left);

        // 中
        // 判断前节点的值是否需要更新 count
        if (pre == nullptr) {
            count = 1;
        } else if (pre != nullptr && root->val == pre->val) {
            count++;
        }else{
            count = 1;
        }
        pre = root;

        // 判断是否需要更新result。
        if (count == maxCount) {
            results.push_back(root->val);
        }
        if (count > maxCount) {
            maxCount = count;
            results.clear();
            results.push_back(root->val);
        }
        // 右
        searchBST(root->right);
    }
    vector<int> findMode(TreeNode* root) {
        searchBST(root);
        return results;
    }
};

python 代码实现

# Definition for a binary tree node.
# class TreeNode:
#     def __init__(self, val=0, left=None, right=None):
#         self.val = val
#         self.left = left
#         self.right = right
class Solution:
    def __init__(self):
        self.results = []
        self.preNode = None
        self.maxCount = 0
        self.count = 0

    def searchBST(self, root):
        if not root:
            return

        self.searchBST(root.left)

        if not self.preNode:
            self.count = 1
        elif self.preNode.val == root.val:
            self.count += 1
        else:
            self.count = 1

        self.preNode = root

        if self.count == self.maxCount:
            self.results.append(root.val)

        if self.count > self.maxCount:
            self.maxCount = self.count
            self.results = []
            self.results.append(root.val)

        self.searchBST(root.right)

    def findMode(self, root: Optional[TreeNode]) -> List[int]:
        self.searchBST(root)
        return self.results

236二叉树的最近公共祖先

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 的两个节点 p、q，最近公共祖先表示为一个节点 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 1：

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 。

示例 2：

输入：root = [3,5,1,6,2,0,8,null,null,7,4], p = 5, q = 4
输出：5
解释：节点 5 和节点 4 的最近公共祖先是节点 5 。因为根据定义最近公共祖先节点可以为节点本身。

示例 3：

输入：root = [1,2], p = 1, q = 2
输出：1

提示：

树中节点数目在范围 [2, 105] 内。
-109 <= Node.val <= 109
所有 Node.val 互不相同 。
p != q
p 和 q 均存在于给定的二叉树中。

c++代码实现

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * 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) {
        if (root == p || root == q || root == nullptr) return root;
        TreeNode * left = lowestCommonAncestor(root->left, p, q);
        TreeNode * right = lowestCommonAncestor(root->right, p, q);
        if (left != nullptr && right != nullptr) return root;
        if (left == nullptr) return right; 
        return left;
    }
};

python代码实现

# Definition for a binary tree node.
# class TreeNode:
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.left = None
#         self.right = None

class Solution:
    def lowestCommonAncestor(self, root: 'TreeNode', p: 'TreeNode', q: 'TreeNode') -> 'TreeNode':
        if root == p or root == q or root == None:
            return root

        left = self.lowestCommonAncestor(root.left, p, q);
        right = self.lowestCommonAncestor(root.right, p, q);

        if left != None and right != None:
            return root

        if left == None:
            return right;

        return left