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Pythonの二分木ぬりえゲーム


二分木でターン制のゲームをプレイする2人のプレーヤーがいるとします。この二分木のルートとツリー内のノード数nがあります。ここで、nは奇数であり、各ノードには1からnまでの異なる値があります。最初に、最初のプレーヤーは値xに1 <=x <=nの名前を付け、2番目のプレーヤーは値yに1 <=y <=nの名前を付け、y!=xのような条件を保持します。最初のプレーヤーはノードを値xの赤で色付けし、2番目のプレーヤーはノードを値yの青で色付けします。その後、プレイヤーは最初のプレイヤーから順番に順番に進みます。各ターンで、プレーヤーは自分の色のノード(プレーヤー1の場合は赤、プレーヤー2の場合は青)を取り、選択したノードの色のない隣人(左または右の子、または取得したノードの親)に色を付けます。プレイヤーがこのようにそのようなノードを取ることができない場合に限り、彼らは自分のターンを通過しなければなりません。両方のプレイヤーが自分のターンを通過すると、ゲームは終了し、勝者はより多くのノードに色を付けたプレイヤーになります。

私たちが2番目のプレーヤーだとします。ゲームに確実に勝つためにそのようなyを選択できる場合は、trueを返します。不可能な場合は、falseを返します。

したがって、ツリーが次のような場合-

Pythonの二分木ぬりえゲーム

nが11、xが3の場合、2番目のプレーヤーは値2のノードを取ることができるため、出力はtrueになります

これを解決するには、次の手順に従います-

  • solve()と呼ばれるメソッドを定義します。これはノードx、l、rを取り、lとrは最初は偽であり、これは以下のように動作します-

  • ノードが存在しない場合は、戻って終了します

  • lが真の場合、leftValを1増やします。そうでない場合、rが真の場合、rightValを1増やします

  • ノード値がxの場合、solve(ノードの左側、x、true、false)を呼び出し、solve(ノードの右側、x、false、true)を呼び出します

  • それ以外の場合は、solve(ノードの左側、x、l、r)を呼び出し、solve(ノードの右側、x、l、r)を呼び出します

  • 主な方法は次のようになります-

  • nodeToX:=0、leftVal:=0、rightVal:=0

  • 呼び出しsolve(root、x、false、false)

  • nodeToX:=n – leftVal – rightVal – 1

  • temp:=rightVal、nodeToX、leftValの最大値

  • (nodeToX + leftVal + rightVal –(2 * temp)> =0)の場合はfalseを返し、それ以外の場合はtrue

    を返します。

例(Python)

理解を深めるために、次の実装を見てみましょう-

class TreeNode:
   def __init__(self, data, left = None, right = None):
      self.data = data
      self.left = left
      self.right = right
def insert(temp,data):
   que = []
   que.append(temp)
   while (len(que)):
      temp = que[0]
      que.pop(0)
      if (not temp.left):
         if data is not None:
            temp.left = TreeNode(data)
         else:
            temp.left = TreeNode(0)
         break
      else:
         que.append(temp.left)
      if (not temp.right):
         if data is not None:
            temp.right = TreeNode(data)
         else:
            temp.right = TreeNode(0)
         break
      else:
         que.append(temp.right)
def make_tree(elements):
   Tree = TreeNode(elements[0])
   for element in elements[1:]:
      insert(Tree, element)
   return Tree
class Solution(object):
   def btreeGameWinningMove(self, root, n, x):
      self.nodeToX = 0
      self.leftVal = 0
      self.rightVal = 0
      self.solve(root,x)
      self.nodeToX = n - self.leftVal - self.rightVal - 1
      temp = max(self.rightVal,max(self.nodeToX,self.leftVal))
      return not (self.nodeToX + self.leftVal + self.rightVal - (2*temp)>=0)
   def solve(self,node,x,l= False,r = False):
      if not node:
         return
      if l:
         self.leftVal+=1
      elif r:
         self.rightVal+=1
      if node.data == x:
         self.solve(node.left,x,True,False)
         self.solve(node.right,x,False,True)
      else:
         self.solve(node.left,x,l,r)
         self.solve(node.right,x,l,r)
ob = Solution()
root = make_tree([1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11])
print(ob.btreeGameWinningMove(root, 11, 3))

入力

[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11]
11
3

出力

true

  1. Pythonでの二分木の最大深度

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