二叉樹中字典序最小的迴文路徑


二叉樹是計算機科學中基本的資料結構,提供了一種有效的方式來分層組織資料。在遍歷這些樹時,我們經常會發現一些有趣的計算問題。其中,識別字典序最小的迴文路徑是一個引人入勝的挑戰。本文闡明瞭一種有效的 C++ 演算法來解決這個問題,並提供了一個詳細的示例以更好地理解。

問題陳述

在一個二叉樹中,每個節點表示一個小寫英文字母,我們的目標是發現字典序最小的迴文路徑。如果有多條路徑符合條件,我們可以返回其中任意一條。如果不存在迴文路徑,我們應該返回一個空字串。

方法

我們解決此問題的方法涉及使用深度優先搜尋 (DFS) 技術來遍歷二叉樹。DFS 方法允許我們從根節點到葉節點探索每條路徑。

C++ 解決方案

以下是實現上述方法的 C++ 程式碼:

示例

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;

struct Node {
   char data;
   Node *left, *right;
   Node(char c) : data(c), left(NULL), right(NULL) {}
};

string smallestPalindrome(Node* node, string s) {
   if(node == NULL)
      return "";
   
   s += node->data;
   
   if(node->left == NULL && node->right == NULL)
      return string(s.rbegin(), s.rend()) == s ? s : "";
   
   string left = smallestPalindrome(node->left, s);
   string right = smallestPalindrome(node->right, s);
   
   if(left == "")
      return right;
   if(right == "")
      return left;
   
   return min(left, right);
}

string smallestPalindromicPath(Node* root) {
   return smallestPalindrome(root, "");
}

int main() {
   Node* root = new Node('a');
   root->left = new Node('b');
   root->right = new Node('a');
   root->left->left = new Node('a');
   root->left->right = new Node('a');
   root->right->left = new Node('b');
   root->right->right = new Node('a');
   
   cout << smallestPalindromicPath(root) << endl;
   
   return 0;
}

輸出

aaa

測試用例及解釋

讓我們檢查一個具有以下結構的二叉樹:

     a
   /   \
  b     a
 / \   / \
a   a b   a

在這個二叉樹中,存在從根節點到葉節點的多個路徑。在所有這些路徑中,該函式將返回字典序最小的迴文路徑。在本例中,可能的迴文路徑為“aaa”和“aba”。因此,輸出將為“aaa”,它是字典序最小的迴文路徑。

結論

確定二叉樹中字典序最小的迴文路徑是一個有趣的問題,它結合了樹遍歷和字串操作的概念。上面提供的 C++ 解決方案採用深度優先搜尋方法來有效地解決此問題。理解此類問題可以增強您對二叉樹的理解,並加強您在計算機科學中的解決問題的能力。

更新於: 2023年5月18日

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