සසම්භාවී දර්ශක සහිත ද්විමය ගසක් ක්ලෝන කරන්න


දුෂ්කරතා මට්ටම Hard
නිතර අසනු ලැබේ ඇසොලයිට් ඇමේසන් සිස්කෝ ෆැක්ට්සෙට් උන්මත්තකයෝ ගූගල් මයික්රොසොෆ්ට් ඔපෙරා Snapchat
හැෂ් ගස

ගැටළු ප්රකාශය

ඔබට සම්පූර්ණයක් ලබා දී ඇත ද්විමය ගස සමහර අහඹු දර්ශකයන් සමඟ. සසම්භාවී දර්ශකයන් යොමු කරනුයේ සෑම නෝඩයක්ම එහි වම් සහ දකුණු දරුවා හැර වෙනත් දෙසට යොමු කරන නෝඩ් වෙතය. ඉතින්, මෙය සරල ද්විමය ගසක නෝඩයක සම්මත ව්‍යුහය ද වෙනස් කරයි. දැන් ද්විමය ගසක නෝඩය වත්මන් නෝඩයේ දත්ත ගබඩා කර වමේ, දකුණට සහ අහඹු ලෙස දර්ශකය වෙත යොමු කරයි. ඉතින්, දැන් අපි යන්න හොඳයි, ගැටලුව පවා අසන්නේ කුමක්ද? “අහඹු දර්ශක සහිත ද්විමය ගසක් ක්ලෝන කරන්න” යන ගැටළුව නව ද්විමය ගසක් නිර්මාණය කිරීමට ඉල්ලා සිටින අතර එය ලබා දී ඇති ආරම්භක ගසෙහි නිශ්චිත පිටපතකි. එබැවින් නව සාදන ලද ගසෙහි, අපි නෝඩයක් තෝරා ගන්නේ නම් එහි වම්, දකුණ සහ අහඹු දර්ශකය මෙම නව ගසෙහි ඇති නෝඩ් වලට මුල් ගසෙහි ඇති නෝඩ් වලට අනුරූප වේ.

උදාහරණයක්

ආදාන

සසම්භාවී දර්ශක සහිත ද්විමය ගසක් ක්ලෝන කරන්න

Inorder traversal of original binary tree is [current node data, random pointer data]:
[1 2], [2 7], [3 9], [5 1], [7 1], [9 5],

Inorder traversal of cloned binary tree is[current node data, random pointer data]:
[1 2], [2 7], [3 9], [5 1], [7 1], [9 5],

පැහැදිලි කිරීම

ද්විමය ගසෙහි වම් සහ දකුණු නෝඩ් එක් එක් නෝඩයේ වම් සහ දකුණු පස සුපුරුදු පරිදි පෙන්වා ඇත. අනෙක් සියලුම දර්ශකයන් වම් සහ දකුණු දර්ශකයන් අහඹු ලෙස දර්ශක වේ. සමහර දාරවල ද්විත්ව ඊතල ඇත (එය දෙපැත්තටම යොමු වේ). නෝඩයේ ඕනෑම දෙමව්පියෙකුගේ දිශාවෙන් ඇඟවෙන්නේ නෝඩයට දෙමාපියන්ට අහඹු ලෙස දර්ශකයක් ඇති බවයි. ප්‍රතිදානය [වත්මන් නෝඩ් දත්ත / සසම්භාවී නෝඩ් දත්ත] ආකෘතියෙන් ලබා දී ඇත.

හැෂිං ප්‍රවේශය

එබැවින්, අප දන්නා පරිදි ආරම්භක ගසේ නිශ්චිත පිටපතක් වන නව ගසක් නිර්මාණය කළ යුතුය. අපට අක්‍රීය ගමන් මාර්ගයක් ධාවනය කර පිටපතක් තැනිය හැකිය. නමුත් සමහර අහඹු නෝඩ් තවම ඉදිකර නොමැති නෝඩ් වෙත යොමු විය හැකි නිසා අහඹු දර්ශක සමඟ අපට ගැටළු වලට මුහුණ දීමට සිදුවේ. එබැවින් මෙම දෝෂයෙන් මිදීමට. අපි මුලින්ම නව ගසක් ඉදිකරන්නෙමු. ඉන්පසු a භාවිතා කරන්න හැෂ්මැප් එය මුල් ගසෙහි එක් එක් නෝඩයට අනුරූප නව නෝඩයේ ලිපිනය ගබඩා කරයි. එබැවින් නැවත වරක් අපි අක්‍රීය ගමන් මාර්ගයක් ධාවනය කර අහඹු ලෙස නව ගසෙහි නෝඩ් වෙතට යොමු කරමු (ඒවා හැෂ්මැප් හි අගයන් ලෙස ගබඩා කර ඇත).

කාර්යක්ෂම ප්‍රවේශය

ඉහත ප්‍රවේශයේදී අපට අ හැෂ්මැප් එය මුල් ගසෙහි එක් එක් නෝඩයට අනුරූපව ක්ලෝන නෝඩ් ලිපිනයක් ගබඩා කර ඇත. එබැවින් එය සිදු කරනවා වෙනුවට, අපි ක්ලෝන කිරීම සඳහා කළ පරිදි යමක් කරන්නෙමු සම්බන්ධිත ලැයිස්තුව අහඹු දර්ශක සමඟ. අපි අලුතින් සාදන ලද නෝඩ් මුල් ගසෙහි වම් දරුවා සහ අනුරූප නෝඩය අතර තල්ලු කරන්නෙමු. එබැවින් මේ වන තෙක් අපි ආරම්භක ගසේ ව්‍යුහය වෙනස් කර ඇත්තෙමු. අහඹු දර්ශක සැකසීමට අපි දන්නවා නෝඩයකට අනුරූප නව නෝඩයක් සෑම විටම එහි වම් දරුවා බව. මේ අනුව අපි අහඹු දර්ශකය ආදාන ගසෙහි නෝඩයේ වම් දරුවාට සකසමු. නමුත් තවමත් අපට සැලකිලිමත් වීමට එක් දෙයක් තිබේ. ආරම්භක සහ ක්ලෝන ගසේ නෝඩ් වල වම් දරුවා යථා තත්වයට පත් කිරීමට අපට අවශ්‍යය. එය අවසන් වූ පසු අපි අහඹු ලෙස දර්ශක සහිත ද්විමය ගසක් ක්ලෝන කර ඇත.

කේතය

සසම්භාවී දර්ශක සහිත ද්විමය ගසක් ක්ලෝන කිරීමට C ++ කේතය

#include <iostream>
using namespace std;

struct node{
    int data;
  node *left, *right, *random;
};

node* create(int data){
  node* tmp = new node();
  tmp->data = data;
  tmp->left = tmp->right = tmp->random = NULL;
}

// print inorder traversal of the given tree in [node, random node] format
void inorder(node* root)
{
  if(root == NULL)
    return;
  // print inorder traversal of left tree
  inorder(root->left);
  // print in [current node, random node] format
  cout << "[" << root->data << " ";
  if (root->random == NULL)
    cout << "NULL], ";
  else
    cout << root->random->data << "], ";
  // print inorder traversal of right tree
  inorder(root->right);
}

// insert clone nodes between the original node and its left child
node* insertCloneNode(node* originalNode)
{
  if (originalNode == NULL)
    return NULL;

  node* left = originalNode->left;
  originalNode->left = create(originalNode->data);
  originalNode->left->left = left;
  if(left != NULL)
    left->left = insertCloneNode(left);

  originalNode->left->right = insertCloneNode(originalNode->right);
  return originalNode->left;
}

// sets the random pointers in clone tree
void setRandomNode(node* originalNode, node* cloneNode)
{
  if (originalNode == NULL)
    return;
  if(originalNode->random != NULL)
    cloneNode->random = originalNode->random->left;
  else
    cloneNode->random = NULL;

  if(originalNode->left != NULL && cloneNode->left != NULL)
    setRandomNode(originalNode->left->left, cloneNode->left->left);
  setRandomNode(originalNode->right, cloneNode->right);
}

// after all the work restore the left pointers in original and clone tree
void restoreTreeLeftNode(node* originalNode, node* cloneNode)
{
  if (originalNode == NULL)
    return;
  if (cloneNode->left != NULL)
  {
    node* cloneLeft = cloneNode->left->left;
    originalNode->left = originalNode->left->left;
    cloneNode->left = cloneLeft;
  }
  else
    originalNode->left = NULL;

  restoreTreeLeftNode(originalNode->left, cloneNode->left);
  restoreTreeLeftNode(originalNode->right, cloneNode->right);
}

// constructs the new clone tree
node* cloneTree(node* originalNode)
{
  if (originalNode == NULL)
    return NULL;
  node* cloneNode = insertCloneNode(originalNode);
  setRandomNode(originalNode, cloneNode);
  restoreTreeLeftNode(originalNode, cloneNode);
  return cloneNode;
}


int main()
{
  node *root = create(3);
  node* two = create(2);
  node* one = create(1);
  node* seven = create(7);
  node* five = create(5);
  node* nine = create(9);

  root->left = two;
  root->left->left = one;
  root->right = seven;
  root->right->left = five;
  root->right ->right = nine;

  root->random = nine;
  root->left->random = seven;
  root->left->left->random = two;
  root->right->random = one;
  root->right->left->random = one;
  root->right->right->random = five;

  cout << "Inorder traversal of original binary tree is [current node data, random pointer data]: \n";
  inorder(root);

  node *clone = cloneTree(root);

  cout << "\n\nInorder traversal of cloned binary tree is[current node data, random pointer data]: \n";
  inorder(clone);

  return 0;
}
Inorder traversal of original binary tree is [current node data, random pointer data]:
[1 2], [2 7], [3 9], [5 1], [7 1], [9 5],

Inorder traversal of cloned binary tree is[current node data, random pointer data]:
[1 2], [2 7], [3 9], [5 1], [7 1], [9 5],

සසම්භාවී දර්ශක සහිත ද්විමය ගසක් ක්ලෝන කිරීමට ජාවා කේතය

import java.util.*;
// Class that denotes a node of the tree
class node
{ 
    int data; 
    node left, right, random; 
 
    public node(int data) 
    { 
        this.data = data;
        left = right = random = null; 
    } 
}
 
class Tree 
{ 
    static node root;
  static node create(int data) {
    node tmp = new node(data);
    return tmp;
  }
  // print inorder traversal of the given tree in [node, random node] format
  static void inorder(node root){
    if(root != null){
      // print inorder traversal of left tree
      inorder(root.left);
      // print in [current node, random node] format
      System.out.print("[" + root.data + " ");
      if(root.random == null)
        System.out.print("null], ");
      else
        System.out.print(root.random.data +"], ");
      // print inorder traversal of right tree
      inorder(root.right);
    }
  }
 
  // insert clone nodes between the original node and its left child
  static node insertCloneNode(node originalNode) 
  { 
    if (originalNode == null) 
      return null; 
 
    node left = originalNode.left; 
    originalNode.left = create(originalNode.data); 
    originalNode.left.left = left; 
    if(left != null) 
      left.left = insertCloneNode(left); 
 
    originalNode.left.right = insertCloneNode(originalNode.right); 
    return originalNode.left; 
  } 
 
  // sets the random pointers in clone tree
  static void setRandomNode(node originalNode, node cloneNode) 
  { 
    if (originalNode != null){
      if(originalNode.random != null) 
        cloneNode.random = originalNode.random.left; 
      else
        cloneNode.random = null; 
 
      if(originalNode.left != null && cloneNode.left != null) 
        setRandomNode(originalNode.left.left, cloneNode.left.left); 
      setRandomNode(originalNode.right, cloneNode.right); 
    }
  } 
 
  // after all the work restore the left pointers in original and clone tree
  static void restoreTreeLeftNode(node originalNode, node cloneNode) 
  { 
    if (originalNode != null) {
      if (cloneNode.left != null) 
      { 
        node cloneLeft = cloneNode.left.left; 
        originalNode.left = originalNode.left.left; 
        cloneNode.left = cloneLeft; 
      } 
      else
        originalNode.left = null; 
 
      restoreTreeLeftNode(originalNode.left, cloneNode.left); 
      restoreTreeLeftNode(originalNode.right, cloneNode.right); 
    }
  } 
 
  // constructs the new clone tree
  static node cloneTree(node originalNode) 
  { 
    if (originalNode == null)
      return null;
    node cloneNode = insertCloneNode(originalNode); 
    setRandomNode(originalNode, cloneNode); 
    restoreTreeLeftNode(originalNode, cloneNode); 
    return cloneNode; 
  } 
 
  public static void main(String[] args) {
    node root = create(3);
    node two = create(2);
    node one = create(1);
    node seven = create(7);
    node five = create(5);
    node nine = create(9);
 
    root.left = two;
    root.left.left = one;
    root.right = seven;
    root.right.left = five;
    root.right .right = nine;
 
    root.random = nine;
    root.left.random = seven;
    root.left.left.random = two;
    root.right.random = one;
    root.right.left.random = one;
    root.right.right.random = five;
 
    System.out.print("Inorder traversal of original binary tree is[current node data, random pointer data]: \n");
    inorder(root);
 
    node clone = cloneTree(root);
 
    System.out.print("\n\nInorder traversal of cloned binary tree is[current node data, random pointer data]: \n");
    inorder(clone);
  }
}
Inorder traversal of original binary tree is[current node data, random pointer data]: 
[1 2], [2 7], [3 9], [5 1], [7 1], [9 5], 

Inorder traversal of cloned binary tree is[current node data, random pointer data]: 
[1 2], [2 7], [3 9], [5 1], [7 1], [9 5],

සසම්භාවී දර්ශක සහිත ද්විමය ගසක් ක්ලෝන කිරීමට සංකීර්ණ විශ්ලේෂණය

කාල සංකීර්ණත්වය 

මත), අපි ද්විමය ගසෙහි ඇති නෝඩ් හරහා ගමන් කර ඇති අතර ද්විමය ගසෙහි N නෝඩ් ඇති බැවින්. මේ අනුව කාල සංකීර්ණතාව රේඛීය වේ.

අභ්‍යවකාශ සංකීර්ණතාව

ඕ (1), අපි කිසිදු තොරතුරක් අරාවෙහි හෝ සිතියමේ ගබඩා කර නොමැති නිසා. මේ අනුව අවකාශයේ සංකීර්ණතාව නියත ය.