LeetCode 236. 二叉树的最近公共祖先(LCA)

LeetCode 236. 二叉树的最近公共祖先(LCA)

📌 题目链接


💡 解题思路

本题要求在一棵 普通二叉树 中找到两个节点 pq最近公共祖先(LCA)

最近公共祖先定义

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 和 q 的祖先
  • x 的深度尽可能大(离 p、q 最近)

🌳 核心思想:后序遍历(自底向上)

这是一道非常经典的 后序遍历(Left → Right → Root) 题目。由于是普通二叉树,无法利用大小关系剪枝,因此采用 后序遍历(左右根)。 只有当左右子树的递归结果都已知时,才能判断当前节点是否为最近公共祖先。

递归逻辑

对于当前节点 root

  1. 递归终止条件

    • 如果 root == null,返回 null
    • 如果 root == proot == q,直接返回 root(不再向下递归)
  2. 递归左右子树

    java 复制代码
    TreeNode l = lowestCommonAncestor(root.left, p, q);
    TreeNode r = lowestCommonAncestor(root.right, p, q);
  3. 根据左右返回值判断结果

    • ✅ 左右都不为空 → root 就是 LCA
    • ✅ 左不为空,右为空 → 返回左
    • ✅ 右不为空,左为空 → 返回右
    • ❌ 都为空 → 返回 null

🧠 为什么这样是对的?

情况一:p 和 q 分别在左右子树

复制代码
        root
       /    \
      p      q
  • l != null, r != null
  • 只有 root 能同时看到它们
  • ✅ 返回 root

情况二:p 是 q 的祖先(或反过来)

复制代码
        p
         \
          q
  • 递归到 p 时直接返回
  • 上层不会再找到第二个节点
  • ✅ 返回 p

情况三:只在一个子树中

  • 另一个子树返回 null
  • 直接返回非空的那个结果

🧩 完整代码(Java)

java 复制代码
/**
 * Definition for a binary tree node.
 */
public class TreeNode {
    int val;
    TreeNode left;
    TreeNode right;
    TreeNode(int x) { val = x; }
}

class Solution {
    public TreeNode lowestCommonAncestor(TreeNode root, TreeNode p, TreeNode q) {
        // 1. 递归终止条件
        if (root == null) return null;
        if (root == p || root == q) return root;

        // 2. 递归左右子树
        TreeNode l = lowestCommonAncestor(root.left, p, q);
        TreeNode r = lowestCommonAncestor(root.right, p, q);

        // 3. 根据左右结果判断
        if (l != null && r != null) return root; // p、q 分布在两侧
        if (l == null && r != null) return r;
        if (l != null && r == null) return l;
        return null;
    }
}

⏱ 复杂度分析

指标 复杂度 说明
时间复杂度 O(n) 每个节点最多访问一次
空间复杂度 O(h) 递归栈深度,h 为树高
  • 最坏情况(链状树):O(n)
  • 平衡二叉树:O(log n)

🔍 常见误区

误区 正确理解
必须先找 p 再找 q ❌ 顺序无关
必须记录父节点 ❌ 递归天然回溯
只适用于 BST ❌ 本题是普通二叉树
返回第一个遇到的节点 ❌ 要看左右子树结果

✅ 总结一句话

后序遍历 + 左右返回值判断,是二叉树 LCA 问题的通用解法。


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