1993. 树上的操作

题目描述

给你一棵 n 个节点的树，编号从 0 到 n - 1 ，以父节点数组 parent 的形式给出，其中 parent[i] 是第 i 个节点的父节点。树的根节点为 0 号节点，所以 parent[0] = -1 ，因为它没有父节点。你想要设计一个数据结构实现树里面对节点的加锁，解锁和升级操作。

数据结构需要支持如下函数：

Lock：指定用户给指定节点上锁，上锁后其他用户将无法给同一节点上锁。只有当节点处于未上锁的状态下，才能进行上锁操作。
Unlock：指定用户给指定节点解锁，只有当指定节点当前正被指定用户锁住时，才能执行该解锁操作。
Upgrade：指定用户给指定节点上锁，并且将该节点的所有子孙节点解锁。只有如下 3 个条件全部满足时才能执行升级操作：
- 指定节点当前状态为未上锁。
- 指定节点至少有一个上锁状态的子孙节点（可以是任意用户上锁的）。
- 指定节点没有任何上锁的祖先节点。

请你实现 LockingTree 类：

LockingTree(int[] parent) 用父节点数组初始化数据结构。
lock(int num, int user) 如果 id 为 user 的用户可以给节点 num 上锁，那么返回 true ，否则返回 false 。如果可以执行此操作，节点 num 会被 id 为 user 的用户上锁。
unlock(int num, int user) 如果 id 为 user 的用户可以给节点 num 解锁，那么返回 true ，否则返回 false 。如果可以执行此操作，节点 num 变为 未上锁 状态。
upgrade(int num, int user) 如果 id 为 user 的用户可以给节点 num 升级，那么返回 true ，否则返回 false 。如果可以执行此操作，节点 num 会被升级。

示例 1：

输入：
["LockingTree", "lock", "unlock", "unlock", "lock", "upgrade", "lock"]
[[[-1, 0, 0, 1, 1, 2, 2]], [2, 2], [2, 3], [2, 2], [4, 5], [0, 1], [0, 1]]
输出：
[null, true, false, true, true, true, false]

解释：
LockingTree lockingTree = new LockingTree([-1, 0, 0, 1, 1, 2, 2]);
lockingTree.lock(2, 2);    // 返回 true ，因为节点 2 未上锁。
                           // 节点 2 被用户 2 上锁。
lockingTree.unlock(2, 3);  // 返回 false ，因为用户 3 无法解锁被用户 2 上锁的节点。
lockingTree.unlock(2, 2);  // 返回 true ，因为节点 2 之前被用户 2 上锁。
                           // 节点 2 现在变为未上锁状态。
lockingTree.lock(4, 5);    // 返回 true ，因为节点 4 未上锁。
                           // 节点 4 被用户 5 上锁。
lockingTree.upgrade(0, 1); // 返回 true ，因为节点 0 未上锁且至少有一个被上锁的子孙节点（节点 4）。
                           // 节点 0 被用户 1 上锁，节点 4 变为未上锁。
lockingTree.lock(0, 1);    // 返回 false ，因为节点 0 已经被上锁了。

提示：

n == parent.length
2 <= n <= 2000
对于 i != 0 ，满足 0 <= parent[i] <= n - 1
parent[0] == -1
0 <= num <= n - 1
1 <= user <= 10⁴
parent 表示一棵合法的树。
lock ，unlock 和 upgrade 的调用总共不超过 2000 次。

解法

方法一：哈希表 + DFS

Python3

class LockingTree:
    def __init__(self, parent: List[int]):
        self.nums = {}
        self.parent = parent
        self.children = defaultdict(list)
        for i, p in enumerate(parent):
            self.children[p].append(i)

    def lock(self, num: int, user: int) -> bool:
        if num in self.nums:
            return False
        self.nums[num] = user
        return True

    def unlock(self, num: int, user: int) -> bool:
        if num not in self.nums or self.nums[num] != user:
            return False
        self.nums.pop(num)
        return True

    def upgrade(self, num: int, user: int) -> bool:
        def dfs(num):
            nonlocal find
            for child in self.children[num]:
                if child in self.nums:
                    self.nums.pop(child)
                    find = True
                dfs(child)

        t = num
        while t != -1:
            if t in self.nums:
                return False
            t = self.parent[t]
        find = False
        dfs(num)
        if not find:
            return False
        self.nums[num] = user
        return True


# Your LockingTree object will be instantiated and called as such:
# obj = LockingTree(parent)
# param_1 = obj.lock(num,user)
# param_2 = obj.unlock(num,user)
# param_3 = obj.upgrade(num,user)

Java

class LockingTree {
    private Map<Integer, Integer> nums;
    private int[] parent;
    private List<Integer>[] children;

    public LockingTree(int[] parent) {
        nums = new HashMap<>();
        this.parent = parent;
        int n = parent.length;
        children = new List[n];
        Arrays.setAll(children, k -> new ArrayList<>());
        for (int i = 0; i < n; ++i) {
            if (parent[i] != -1) {
                children[parent[i]].add(i);
            }
        }
    }

    public boolean lock(int num, int user) {
        if (nums.containsKey(num)) {
            return false;
        }
        nums.put(num, user);
        return true;
    }

    public boolean unlock(int num, int user) {
        if (!nums.containsKey(num) || nums.get(num) != user) {
            return false;
        }
        nums.remove(num);
        return true;
    }

    public boolean upgrade(int num, int user) {
        int t = num;
        while (t != -1) {
            if (nums.containsKey(t)) {
                return false;
            }
            t = parent[t];
        }
        boolean[] find = new boolean[1];
        dfs(num, find);
        if (!find[0]) {
            return false;
        }
        nums.put(num, user);
        return true;
    }

    private void dfs(int num, boolean[] find) {
        for (int child : children[num]) {
            if (nums.containsKey(child)) {
                nums.remove(child);
                find[0] = true;
            }
            dfs(child, find);
        }
    }
}

/**
 * Your LockingTree object will be instantiated and called as such:
 * LockingTree obj = new LockingTree(parent);
 * boolean param_1 = obj.lock(num,user);
 * boolean param_2 = obj.unlock(num,user);
 * boolean param_3 = obj.upgrade(num,user);
 */

C++

class LockingTree {
public:
    unordered_map<int, int> nums;
    vector<int> parent;
    vector<vector<int>> children;

    LockingTree(vector<int>& parent) {
        this->parent = parent;
        int n = parent.size();
        children.resize(n);
        for (int i = 0; i < n; ++i)
            if (parent[i] != -1)
                children[parent[i]].push_back(i);
    }

    bool lock(int num, int user) {
        if (nums.count(num)) return false;
        nums[num] = user;
        return true;
    }

    bool unlock(int num, int user) {
        if (!nums.count(num) || nums[num] != user) return false;
        nums.erase(num);
        return true;
    }

    bool upgrade(int num, int user) {
        for (int t = num; t != -1; t = parent[t])
            if (nums.count(t))
                return false;
        bool find = false;
        dfs(num, find);
        if (!find) return false;
        nums[num] = user;
        return true;
    }

    void dfs(int num, bool& find) {
        for (int child : children[num]) {
            if (nums.count(child)) {
                nums.erase(child);
                find = true;
            }
            dfs(child, find);
        }
    }
};

/**
 * Your LockingTree object will be instantiated and called as such:
 * LockingTree* obj = new LockingTree(parent);
 * bool param_1 = obj->lock(num,user);
 * bool param_2 = obj->unlock(num,user);
 * bool param_3 = obj->upgrade(num,user);
 */

Go

type LockingTree struct {
	nums     map[int]int
	parent   []int
	children [][]int
}

func Constructor(parent []int) LockingTree {
	n := len(parent)
	nums := make(map[int]int)
	children := make([][]int, n)
	for i, p := range parent {
		if p != -1 {
			children[p] = append(children[p], i)
		}
	}
	return LockingTree{nums, parent, children}
}

func (this *LockingTree) Lock(num int, user int) bool {
	if _, ok := this.nums[num]; ok {
		return false
	}
	this.nums[num] = user
	return true
}

func (this *LockingTree) Unlock(num int, user int) bool {
	if this.nums[num] != user {
		return false
	}
	delete(this.nums, num)
	return true
}

func (this *LockingTree) Upgrade(num int, user int) bool {
	for t := num; t != -1; t = this.parent[t] {
		if _, ok := this.nums[t]; ok {
			return false
		}
	}
	find := false
	var dfs func(int)
	dfs = func(num int) {
		for _, child := range this.children[num] {
			if _, ok := this.nums[child]; ok {
				delete(this.nums, child)
				find = true
			}
			dfs(child)
		}
	}
	dfs(num)
	if !find {
		return false
	}
	this.nums[num] = user
	return true
}

/**
 * Your LockingTree object will be instantiated and called as such:
 * obj := Constructor(parent);
 * param_1 := obj.Lock(num,user);
 * param_2 := obj.Unlock(num,user);
 * param_3 := obj.Upgrade(num,user);
 */

Provide feedback

Saved searches

Use saved searches to filter your results more quickly

README.md

README.md

1993. 树上的操作

题目描述

解法

Python3

Java

C++

Go

...

Files

README.md

Latest commit

History

README.md

File metadata and controls

1993. 树上的操作

题目描述

解法

Python3

Java

C++

Go

...