Tree - given to the two nodes of a binary tree to find the lowest common ancestor Talia

236. Lowest Common Ancestor of a Binary Tree

Given the following binary tree:  root = [3,5,1,6,2,0,8,null,null,7,4]


 

Example 1:

Input: root = [3,5,1,6,2,0,8,null,null,7,4], p = 5, q = 1
Output: 3
Explanation: The LCA of nodes 5 and 1 is 3.
Example 2:

Input: root = [3,5,1,6,2,0,8,null,null,7,4], p = 5, q = 4
Output: 5
Explanation: The LCA of nodes 5 and 4 is 5, since a node can be a descendant of itself according to the LCA definition.
 
这道题是普通是二叉树,不是二叉搜索树,所以就不能利用其特有的性质,
所以我们只能在二叉树中来搜索p和q,然后从路径中找到最后一个相同的节点即为父节点,
我们可以用递归来实现,在递归函数中,我们首先看当前结点是否为空,
若为空则直接返回空,若为p或q中的任意一个,也直接返回当前结点。
否则的话就对其左右子结点分别调用递归函数,由于这道题限制了p和q一定都在二叉树中存在,
那么如果当前结点不等于p或q,p和q要么分别位于左右子树中,
要么同时位于左子树,或者同时位于右子树,那么我们分别来讨论:

若p和q要么分别位于左右子树中,那么对左右子结点调用递归函数,
会分别返回p和q结点的位置,而当前结点正好就是p和q的最小共同父结点,
直接返回当前结点即可,这就是题目中的例子1的情况。

若p和q同时位于左子树,这里有两种情况,一种情况是left会返回p和q中较高的那个位置,
而right会返回空,所以我们最终返回非空的left即可,这就是题目中的例子2的情况。
还有一种情况是会返回p和q的最小父结点,就是说当前结点的左子树中的某个结点才是p和q的最小父结点,
会被返回。

若p和q同时位于右子树,同样这里有两种情况,一种情况是right会返回p和q中较高的那个位置,
而left会返回空,所以我们最终返回非空的right即可,还有一种情况是会返回p和q的最小父结点,
就是说当前结点的右子树中的某个结点才是p和q的最小父结点,会被返回,写法很简洁,代码如下:

# class TreeNode(object):
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.left = None
#         self.right = None

class Solution(object):
    def lowestCommonAncestor(self, root, p, q):
        """
        :type root: TreeNode
        :type p: TreeNode
        :type q: TreeNode
        :rtype: TreeNode
        """
        if not root or root ==  p or root == q:
            return root
        left = self.lowestCommonAncestor(root.left, p, q)
        right = self.lowestCommonAncestor(root.right, p, q)
        
        if left and right:  # 某节点的左右子树分别包括这两个节点
            return root
        return left or right

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