LeetCode - 236. 二叉树的最近公共祖先 Java & Swift

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）。”

例如，给定如下二叉树: root = [3,5,1,6,2,0,8,null,null,7,4]

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。

说明:

所有节点的值都是唯一的。
p、q 为不同节点且均存在于给定的二叉树中。

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/lowest-common-ancestor-of-a-binary-tree
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算法

Java

递归
参考题解：链接：https://leetcode-cn.com/problems/lowest-common-ancestor-of-a-binary-tree/solution/236-er-cha-shu-de-zui-jin-gong-gong-zu-xian-hou-xu/
若 root 是 p, q 的最近公共祖先，则只可能为以下情况之一：
p 和 q 在 root 的子树中，且分列 root 的异侧（即分别在左、右子树中）；
p = root，且 q 在 root 的左或右子树中；
q = root ，且 p 在 root 的左或右子树中；

/**
     * 递归
     * 参考题解：链接：https://leetcode-cn.com/problems/lowest-common-ancestor-of-a-binary-tree/solution/236-er-cha-shu-de-zui-jin-gong-gong-zu-xian-hou-xu/
     * 若 root 是 p, q 的 最近公共祖先 ，则只可能为以下情况之一：
        p 和 q 在 root 的子树中，且分列 root 的 异侧（即分别在左、右子树中）；
        p = root，且 q 在 root 的左或右子树中；
        q = root ，且 p 在 root 的左或右子树中；
     */
    public TreeNode lowestCommonAncestor(TreeNode root, TreeNode p, TreeNode q) {
        // root 为null 或者 p、q 是 root
        if (root == null || q == root || p == root) {
            return root;
        }
        TreeNode left = lowestCommonAncestor(root.left, p, q);
        TreeNode right = lowestCommonAncestor(root.right, p, q);
        // 左边为null，共同祖先节点在右侧
        if (left == null) {
            return right;
        }
        // 右边为null，共同祖先节点在左侧
        if (right == null) {
            return left;
        }
        return root;
    }

缓存父节点
参考题解：https://leetcode-cn.com/problems/lowest-common-ancestor-of-a-binary-tree/solution/er-cha-shu-de-zui-jin-gong-gong-zu-xian-by-leetc-2/
从上向下遍历所有的父节点，将父节点保存到哈希表中
从p节点向上查询它的父节点，保存到临时数组中，判断临时数组中是否包含q节点

    Map<Integer, TreeNode> map = new HashMap<>();
    Set<Integer> visited = new HashSet<>();

    /**
     * 参考题解：https://leetcode-cn.com/problems/lowest-common-ancestor-of-a-binary-tree/solution/er-cha-shu-de-zui-jin-gong-gong-zu-xian-by-leetc-2/
     * 从上向下遍历所有的父节点，将父节点保存到哈希表中
     * 从p节点向上查询它的父节点，保存到临时数组中，判断临时数组中是否包含q节点
     */
    public TreeNode lowestCommonAncestor(TreeNode root, TreeNode p, TreeNode q) {
        dfs(root);
        // 从p节点向上访问所有的父节点
        while (p != null) {
            visited.add(p.val);
            p = map.get(p.val);
        }
        // 从q节点向上访问所有的父节点
        while (q != null) {
            // 判断p的父节点是否包含q的父节点
            if (visited.contains(q.val)) {
                return q;
            }
            q = map.get(q.val);
        }
        return null;
    }
    /**
     * 递归遍历父节点
     * @param node
     */
    public void dfs(TreeNode node) {
        if (node.left != null) {
            map.put(node.left.val, node);
            dfs(node.left);
        }
        if (node.right != null) {
            map.put(node.right.val, node);
            dfs(node.right);
        }
    }

swift

递归

/**
     递归
     */
    func lowestCommonAncestor(_ root: TreeNode?, _ p: TreeNode?, _ q: TreeNode?) -> TreeNode? {
        // 如果root为nil、p 为 root、q为root，则共同祖先节点为root
        if root == nil || p?.val == root?.val || q?.val == root?.val {
            return root
        }
        // 递归左右子树
        let left = lowestCommonAncestor(root?.left, p, q)
        let right = lowestCommonAncestor(root?.right, p, q)
        // 左子树为nil，则祖先节点在右子树中
        if left == nil {
            return right
        }
        // 右子树为nil，则祖先节点在左子树中
        if right == nil {
            return left
        }
        return root
    }

存储父节点


class Solution {
    
    // 父节点字典
    var dict = [Int: TreeNode]()
    // 已访问节点数组
    var visited = [TreeNode]()
    
    /**
     从上到下遍历父节点，保存所有的父节点到字典中
     */
    func lowestCommonAncestor(_ root: TreeNode?, _ p: TreeNode?, _ q: TreeNode?) -> TreeNode? {
        dfs(root)
        // 从p节点想上访问其所有的父节点，保存到已访问数组中
        var p = p
        while p != nil {
            visited.append(p!)
            // 移动到p的父节点
            p = dict[p!.val]
        }
        var q = q
        while q != nil {
            if visited.contains(where: { (node) -> Bool in
                return q!.val == node.val
            }) {
                return q
            }
            q = dict[q!.val]
        }
        return nil
    }
    
    func dfs(_ node: TreeNode?) {
        if node?.left != nil {
            dict[node!.left!.val] = node
            dfs(node?.left)
        }
        if node?.right != nil {
            dict[node!.right!.val] = node
            dfs(node?.right)
        }
    }
}

GitHub：https://github.com/huxq-coder/LeetCode
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