题目

函数:
java
class Solution {
public TreeNode lowestCommonAncestor(TreeNode root, TreeNode p, TreeNode q) {
}
}
思路
假设p的值小于q
在二叉搜索树中,从根节点开始遍历,遇到的第一个值介于 p 和 q 之间的节点,就是它们的最近公共祖先。
下面是详细的解释,说明为什么这是必然的。
1. 逻辑推理:从根节点开始的"决策"过程
让我们从根节点 root 开始向下查找,假设 p.val < q.val。对于我们当前所在的任何节点 curr,只有三种可能性:
情况一:curr.val 比 p 和 q 的值都大
curr.val > q.val(因此也必然curr.val > p.val)- 推理 :根据 BST 的特性,既然
p和q的值都比curr小,那么它们必定 都位于curr的左子树中。 - 结论 :
curr可能是p和q的一个公共祖先,但它不是最近的 ,因为它的左孩子curr.left是一个更"低"(更近)的公共祖先。因此,我们应该继续在左子树中寻找,即curr = curr.left。
情况二:curr.val 比 p 和 q 的值都小
curr.val < p.val(因此也必然curr.val < q.val)- 推理 :根据 BST 的特性,既然
p和q的值都比curr大,那么它们必定 都位于curr的右子树中。 - 结论 :
curr同样可能是公共祖先,但也不是最近的。一个更近的祖先在它的右子树中。因此,我们应该继续向右寻找,即curr = curr.right。
情况三:curr.val 介于 p 和 q 的值之间 (你问题的核心)
p.val <= curr.val <= q.val- 推理 :
- 因为
p.val <= curr.val,所以节点p不可能 在curr的右子树中。它只可能在curr的左子树 中,或者p就是curr本身。 - 因为
q.val >= curr.val,所以节点q不可能 在curr的左子树中。它只可能在curr的右子树 中,或者q就是curr本身。
- 因为
- 结论 :这是我们从根节点下来,第一次 遇到一个节点,使得
p和q被"分叉"到了它的不同子树(或其中一个是该节点本身)。- 任何在
curr之上 的节点(我们之前访问过的),p和q都位于其同一侧(要么都在左边,要么都在右边),所以它们虽然是公共祖先,但不是"最近"的。 - 任何在
curr之下 的节点,都不可能是公共祖先了,因为p和q已经分道扬镳,一个在左,一个在右。
- 任何在
- 因此,这个"分叉点"
curr必然 是它们的最近公共祖先。
代码
java
class Solution {
public TreeNode lowestCommonAncestor(TreeNode root, TreeNode p, TreeNode q) {
if(root==null) return null;
if(p.val > q.val) return lowestCommonAncestor(root, q, p);
if(root.val > q.val) return lowestCommonAncestor(root.left, p, q);
if(root.val < p.val) return lowestCommonAncestor(root.right, p, q);
return root;
}
}