在二叉树中找到一个节点的后继节点
2018-03-04 23:13
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【题目】
现在有一种新的二叉树节点类型如下:
public class Node {
public int value;
public Node left;
public Node right;
public Node parent;
public Node(int data) {
this.value = data;
}
该结构比普通二叉树节点结构多了一个指向父节点的parent指针。假设有一棵Node类型的节点组成的二叉树,树中每个节点的parent指针都正确地指向自己的父节点,头节点的parent指向null。只给一个在二叉树中的某个节点node,请实现返回node的后继节点的函数。在二叉树的中序遍历的序列中,node的下一个节点叫作node的后继节点。
一:前继结点与后继结点 与链表不同,链表的前继后继就是根据结点在链表中的位置的前一结点、后一结点得出的。但是树不同,结点的上一层与下一层都含有较多的结点,所以不能单纯地由上下层关系定义前继结点与后继结点。 我们说的二叉树结点的前继结点、后继结点是:在中序遍历这棵二叉树的结果中,该结点的前一结点是它的前继结点、后一结点是后继结点。思路:
图1分成两种情况:1.一个节点有右子树,那么它的下一个节点就是它的右子树中的最左子节点。例如b的后继节点是h。2.一个节点没有右子树时分两种情况: (1)当前节点是它父节点的左子节点,那么它的下一个节点就是它的父节点。 例如节点f的后继节点是c,节点d的后继节点是b。
(2)当前节点是它父节点的右子节点,此时沿着指向父节点的指针一直向上遍历,直到找到一个是它父节点的左子节点的节点,如果这个节点 存在,那么这个节点的父节点就是我们要找的下一个节点。如下图所示:
图2 f的下一个节点是a。
注意:存在一个节点没有后继节点,如图1的g节点。找节点g的下一个节点的步骤类似,我们先沿着指向父节点的指针到达节点c,由于节点c是它父节点a的右子节点,我们继续向上遍历到达a,由于节点a是树的根节点,它没有父节点,因此节点g没有下一个节点。代码:public class DescendantNode {
public static class Node {
public int value;
public Node left;
public Node right;
public Node parent;
public Node(int data) {
this.value = data;
}
}
public static Node getNextNode(Node node) {
if (node == null) {
return node;
}
if (node.right != null) {
return getLeftMost(node.right);
} else {
Node parent = node.parent;
//整棵数的最右节点没有后继节点,因此加上parent != null。
while (parent != null && parent.left != node) {
//不断往上走
node = parent;
parent = node.parent;
}
return parent;
}
}
public static Node getLeftMost(Node node) {
if (node == null) {
return node;
}
while (node.left != null) {
node = node.left;
}
return node;
}
public static void main(String[] args) {
Node head = new Node(6);
head.parent = null;
head.left = new Node(3);
head.left.parent = head;
head.left.left = new Node(1);
head.left.left.parent = head.left;
head.left.left.right = new Node(2);
head.left.left.right.parent = head.left.left;
head.left.right = new Node(4);
head.left.right.parent = head.left;
head.left.right.right = new Node(5);
head.left.right.right.parent = head.left.right;
head.right = new Node(9);
head.right.parent = head;
head.right.left = new Node(8);
head.right.left.parent = head.right;
head.right.left.left = new Node(7);
head.right.left.left.parent = head.right.left;
head.right.right = new Node(10);
head.right.right.parent = head.right;
Node test = head.left.left;
System.out.println(test.value + " next: " + getNextNode(test).value);
test = head.left.left.right;
System.out.println(test.value + " next: " + getNextNode(test).value);
test = head.left;
System.out.println(test.value + " next: " + getNextNode(test).value);
test = head.left.right;
System.out.println(test.value + " next: " + getNextNode(test).value);
test = head.left.right.right;
System.out.println(test.value + " next: " + getNextNode(test).value);
test = head;
System.out.println(test.value + " next: " + getNextNode(test).value);
test = head.right.left.left;
System.out.println(test.value + " next: " + getNextNode(test).value);
test = head.right.left;
System.out.println(test.value + " next: " + getNextNode(test).value);
test = head.right;
System.out.println(test.value + " next: " + getNextNode(test).value);
test = head.right.right; // 10's next is null
System.out.println(test.value + " next: " + getNextNode(test));
}
}
现在有一种新的二叉树节点类型如下:
public class Node {
public int value;
public Node left;
public Node right;
public Node parent;
public Node(int data) {
this.value = data;
}
该结构比普通二叉树节点结构多了一个指向父节点的parent指针。假设有一棵Node类型的节点组成的二叉树,树中每个节点的parent指针都正确地指向自己的父节点,头节点的parent指向null。只给一个在二叉树中的某个节点node,请实现返回node的后继节点的函数。在二叉树的中序遍历的序列中,node的下一个节点叫作node的后继节点。
一:前继结点与后继结点 与链表不同,链表的前继后继就是根据结点在链表中的位置的前一结点、后一结点得出的。但是树不同,结点的上一层与下一层都含有较多的结点,所以不能单纯地由上下层关系定义前继结点与后继结点。 我们说的二叉树结点的前继结点、后继结点是:在中序遍历这棵二叉树的结果中,该结点的前一结点是它的前继结点、后一结点是后继结点。思路:
图1分成两种情况:1.一个节点有右子树,那么它的下一个节点就是它的右子树中的最左子节点。例如b的后继节点是h。2.一个节点没有右子树时分两种情况: (1)当前节点是它父节点的左子节点,那么它的下一个节点就是它的父节点。 例如节点f的后继节点是c,节点d的后继节点是b。
(2)当前节点是它父节点的右子节点,此时沿着指向父节点的指针一直向上遍历,直到找到一个是它父节点的左子节点的节点,如果这个节点 存在,那么这个节点的父节点就是我们要找的下一个节点。如下图所示:
图2 f的下一个节点是a。
注意:存在一个节点没有后继节点,如图1的g节点。找节点g的下一个节点的步骤类似,我们先沿着指向父节点的指针到达节点c,由于节点c是它父节点a的右子节点,我们继续向上遍历到达a,由于节点a是树的根节点,它没有父节点,因此节点g没有下一个节点。代码:public class DescendantNode {
public static class Node {
public int value;
public Node left;
public Node right;
public Node parent;
public Node(int data) {
this.value = data;
}
}
public static Node getNextNode(Node node) {
if (node == null) {
return node;
}
if (node.right != null) {
return getLeftMost(node.right);
} else {
Node parent = node.parent;
//整棵数的最右节点没有后继节点,因此加上parent != null。
while (parent != null && parent.left != node) {
//不断往上走
node = parent;
parent = node.parent;
}
return parent;
}
}
public static Node getLeftMost(Node node) {
if (node == null) {
return node;
}
while (node.left != null) {
node = node.left;
}
return node;
}
public static void main(String[] args) {
Node head = new Node(6);
head.parent = null;
head.left = new Node(3);
head.left.parent = head;
head.left.left = new Node(1);
head.left.left.parent = head.left;
head.left.left.right = new Node(2);
head.left.left.right.parent = head.left.left;
head.left.right = new Node(4);
head.left.right.parent = head.left;
head.left.right.right = new Node(5);
head.left.right.right.parent = head.left.right;
head.right = new Node(9);
head.right.parent = head;
head.right.left = new Node(8);
head.right.left.parent = head.right;
head.right.left.left = new Node(7);
head.right.left.left.parent = head.right.left;
head.right.right = new Node(10);
head.right.right.parent = head.right;
Node test = head.left.left;
System.out.println(test.value + " next: " + getNextNode(test).value);
test = head.left.left.right;
System.out.println(test.value + " next: " + getNextNode(test).value);
test = head.left;
System.out.println(test.value + " next: " + getNextNode(test).value);
test = head.left.right;
System.out.println(test.value + " next: " + getNextNode(test).value);
test = head.left.right.right;
System.out.println(test.value + " next: " + getNextNode(test).value);
test = head;
System.out.println(test.value + " next: " + getNextNode(test).value);
test = head.right.left.left;
System.out.println(test.value + " next: " + getNextNode(test).value);
test = head.right.left;
System.out.println(test.value + " next: " + getNextNode(test).value);
test = head.right;
System.out.println(test.value + " next: " + getNextNode(test).value);
test = head.right.right; // 10's next is null
System.out.println(test.value + " next: " + getNextNode(test));
}
}
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