mirror of
https://github.com/donnemartin/interactive-coding-challenges.git
synced 2024-03-22 13:11:13 +08:00
Add bst second largest challenge
This commit is contained in:
Donne Martin
parent
3051c877e5
commit
6c507fc3ea
0
graphs_trees/bst_second_largest/__init__.py
Normal file
0
graphs_trees/bst_second_largest/__init__.py
Normal file
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@ -0,0 +1,212 @@
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||||||
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{
|
||||||
|
"cells": [
|
||||||
|
{
|
||||||
|
"cell_type": "markdown",
|
||||||
|
"metadata": {},
|
||||||
|
"source": [
|
||||||
|
"This notebook was prepared by [Donne Martin](https://github.com/donnemartin). Source and license info is on [GitHub](https://github.com/donnemartin/interactive-coding-challenges)."
|
||||||
|
]
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||||||
|
},
|
||||||
|
{
|
||||||
|
"cell_type": "markdown",
|
||||||
|
"metadata": {},
|
||||||
|
"source": [
|
||||||
|
"# Challenge Notebook"
|
||||||
|
]
|
||||||
|
},
|
||||||
|
{
|
||||||
|
"cell_type": "markdown",
|
||||||
|
"metadata": {},
|
||||||
|
"source": [
|
||||||
|
"## Problem: Find the second largest node in a binary search tree.\n",
|
||||||
|
"\n",
|
||||||
|
"* [Constraints](#Constraints)\n",
|
||||||
|
"* [Test Cases](#Test-Cases)\n",
|
||||||
|
"* [Algorithm](#Algorithm)\n",
|
||||||
|
"* [Code](#Code)\n",
|
||||||
|
"* [Unit Test](#Unit-Test)\n",
|
||||||
|
"* [Solution Notebook](#Solution-Notebook)"
|
||||||
|
]
|
||||||
|
},
|
||||||
|
{
|
||||||
|
"cell_type": "markdown",
|
||||||
|
"metadata": {},
|
||||||
|
"source": [
|
||||||
|
"## Constraints\n",
|
||||||
|
"\n",
|
||||||
|
"* If this is called on a None input or a single node, should we raise an exception?\n",
|
||||||
|
" * Yes\n",
|
||||||
|
" * None -> TypeError\n",
|
||||||
|
" * Single node -> ValueError\n",
|
||||||
|
"* Can we assume we already have a Node class with an insert method?\n",
|
||||||
|
" * Yes\n",
|
||||||
|
"* Can we assume this fits memory?\n",
|
||||||
|
" * Yes"
|
||||||
|
]
|
||||||
|
},
|
||||||
|
{
|
||||||
|
"cell_type": "markdown",
|
||||||
|
"metadata": {},
|
||||||
|
"source": [
|
||||||
|
"## Test Cases\n",
|
||||||
|
"\n",
|
||||||
|
"* None or single node -> Exception\n",
|
||||||
|
"\n",
|
||||||
|
"<pre>\n",
|
||||||
|
"Input:\n",
|
||||||
|
" _10_\n",
|
||||||
|
" _/ \\_ \n",
|
||||||
|
" 5 15\n",
|
||||||
|
" / \\ / \\\n",
|
||||||
|
" 3 8 12 20\n",
|
||||||
|
" / \\ \\\n",
|
||||||
|
" 2 4 30\n",
|
||||||
|
"\n",
|
||||||
|
"Output: 20\n",
|
||||||
|
"\n",
|
||||||
|
"Input:\n",
|
||||||
|
" 10\n",
|
||||||
|
" / \n",
|
||||||
|
" 5\n",
|
||||||
|
" / \\\n",
|
||||||
|
" 3 7\n",
|
||||||
|
"Output: 7\n",
|
||||||
|
"</pre>"
|
||||||
|
]
|
||||||
|
},
|
||||||
|
{
|
||||||
|
"cell_type": "markdown",
|
||||||
|
"metadata": {},
|
||||||
|
"source": [
|
||||||
|
"## Algorithm\n",
|
||||||
|
"\n",
|
||||||
|
"Refer to the [Solution Notebook](http://nbviewer.ipython.org/github/donnemartin/interactive-coding-challenges/blob/master/graphs_trees/check_balance/check_balance_solution.ipynb). If you are stuck and need a hint, the solution notebook's algorithm discussion might be a good place to start."
|
||||||
|
]
|
||||||
|
},
|
||||||
|
{
|
||||||
|
"cell_type": "markdown",
|
||||||
|
"metadata": {},
|
||||||
|
"source": [
|
||||||
|
"## Code"
|
||||||
|
]
|
||||||
|
},
|
||||||
|
{
|
||||||
|
"cell_type": "code",
|
||||||
|
"execution_count": null,
|
||||||
|
"metadata": {
|
||||||
|
"collapsed": true
|
||||||
|
},
|
||||||
|
"outputs": [],
|
||||||
|
"source": [
|
||||||
|
"%run ../bst/bst.py\n",
|
||||||
|
"%load ../bst/bst.py"
|
||||||
|
]
|
||||||
|
},
|
||||||
|
{
|
||||||
|
"cell_type": "code",
|
||||||
|
"execution_count": null,
|
||||||
|
"metadata": {
|
||||||
|
"collapsed": false
|
||||||
|
},
|
||||||
|
"outputs": [],
|
||||||
|
"source": [
|
||||||
|
"class Solution(Bst):\n",
|
||||||
|
"\n",
|
||||||
|
" def find_second_largest(self):\n",
|
||||||
|
" # TODO: Implement me\n",
|
||||||
|
" pass"
|
||||||
|
]
|
||||||
|
},
|
||||||
|
{
|
||||||
|
"cell_type": "markdown",
|
||||||
|
"metadata": {},
|
||||||
|
"source": [
|
||||||
|
"## Unit Test"
|
||||||
|
]
|
||||||
|
},
|
||||||
|
{
|
||||||
|
"cell_type": "markdown",
|
||||||
|
"metadata": {},
|
||||||
|
"source": [
|
||||||
|
"**The following unit test is expected to fail until you solve the challenge.**"
|
||||||
|
]
|
||||||
|
},
|
||||||
|
{
|
||||||
|
"cell_type": "code",
|
||||||
|
"execution_count": null,
|
||||||
|
"metadata": {
|
||||||
|
"collapsed": false
|
||||||
|
},
|
||||||
|
"outputs": [],
|
||||||
|
"source": [
|
||||||
|
"# %load test_bst_second_largest.py\n",
|
||||||
|
"from nose.tools import assert_equal, assert_raises\n",
|
||||||
|
"\n",
|
||||||
|
"\n",
|
||||||
|
"class TestBstSecondLargest(object):\n",
|
||||||
|
"\n",
|
||||||
|
" def test_bst_second_largest(self):\n",
|
||||||
|
" bst = Solution(None)\n",
|
||||||
|
" assert_raises(TypeError, bst.find_second_largest)\n",
|
||||||
|
" root = Node(10)\n",
|
||||||
|
" bst = Solution(root)\n",
|
||||||
|
" node5 = bst.insert(5)\n",
|
||||||
|
" node15 = bst.insert(15)\n",
|
||||||
|
" node3 = bst.insert(3)\n",
|
||||||
|
" node8 = bst.insert(8)\n",
|
||||||
|
" node12 = bst.insert(12)\n",
|
||||||
|
" node20 = bst.insert(20)\n",
|
||||||
|
" node2 = bst.insert(2)\n",
|
||||||
|
" node4 = bst.insert(4)\n",
|
||||||
|
" node30 = bst.insert(30)\n",
|
||||||
|
" assert_equal(bst.find_second_largest(), node20)\n",
|
||||||
|
" root = Node(10)\n",
|
||||||
|
" bst = Solution(root)\n",
|
||||||
|
" node5 = bst.insert(5)\n",
|
||||||
|
" node3 = bst.insert(3)\n",
|
||||||
|
" node7 = bst.insert(7)\n",
|
||||||
|
" assert_equal(bst.find_second_largest(), node7)\n",
|
||||||
|
" print('Success: test_bst_second_largest')\n",
|
||||||
|
"\n",
|
||||||
|
"\n",
|
||||||
|
"def main():\n",
|
||||||
|
" test = TestBstSecondLargest()\n",
|
||||||
|
" test.test_bst_second_largest()\n",
|
||||||
|
"\n",
|
||||||
|
"\n",
|
||||||
|
"if __name__ == '__main__':\n",
|
||||||
|
" main()"
|
||||||
|
]
|
||||||
|
},
|
||||||
|
{
|
||||||
|
"cell_type": "markdown",
|
||||||
|
"metadata": {},
|
||||||
|
"source": [
|
||||||
|
"## Solution Notebook\n",
|
||||||
|
"\n",
|
||||||
|
"Review the [Solution Notebook](http://nbviewer.ipython.org/github/donnemartin/interactive-coding-challenges/blob/master/graphs_trees/check_balance/check_balance_solution.ipynb) for a discussion on algorithms and code solutions."
|
||||||
|
]
|
||||||
|
}
|
||||||
|
],
|
||||||
|
"metadata": {
|
||||||
|
"kernelspec": {
|
||||||
|
"display_name": "Python 3",
|
||||||
|
"language": "python",
|
||||||
|
"name": "python3"
|
||||||
|
},
|
||||||
|
"language_info": {
|
||||||
|
"codemirror_mode": {
|
||||||
|
"name": "ipython",
|
||||||
|
"version": 3
|
||||||
|
},
|
||||||
|
"file_extension": ".py",
|
||||||
|
"mimetype": "text/x-python",
|
||||||
|
"name": "python",
|
||||||
|
"nbconvert_exporter": "python",
|
||||||
|
"pygments_lexer": "ipython3",
|
||||||
|
"version": "3.5.0"
|
||||||
|
}
|
||||||
|
},
|
||||||
|
"nbformat": 4,
|
||||||
|
"nbformat_minor": 0
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
@ -0,0 +1,271 @@
|
||||||
|
{
|
||||||
|
"cells": [
|
||||||
|
{
|
||||||
|
"cell_type": "markdown",
|
||||||
|
"metadata": {},
|
||||||
|
"source": [
|
||||||
|
"This notebook was prepared by [Donne Martin](https://github.com/donnemartin). Source and license info is on [GitHub](https://github.com/donnemartin/interactive-coding-challenges)."
|
||||||
|
]
|
||||||
|
},
|
||||||
|
{
|
||||||
|
"cell_type": "markdown",
|
||||||
|
"metadata": {},
|
||||||
|
"source": [
|
||||||
|
"# Solution Notebook"
|
||||||
|
]
|
||||||
|
},
|
||||||
|
{
|
||||||
|
"cell_type": "markdown",
|
||||||
|
"metadata": {},
|
||||||
|
"source": [
|
||||||
|
"## Problem: Find the second largest node in a binary search tree.\n",
|
||||||
|
"\n",
|
||||||
|
"* [Constraints](#Constraints)\n",
|
||||||
|
"* [Test Cases](#Test-Cases)\n",
|
||||||
|
"* [Algorithm](#Algorithm)\n",
|
||||||
|
"* [Code](#Code)\n",
|
||||||
|
"* [Unit Test](#Unit-Test)"
|
||||||
|
]
|
||||||
|
},
|
||||||
|
{
|
||||||
|
"cell_type": "markdown",
|
||||||
|
"metadata": {},
|
||||||
|
"source": [
|
||||||
|
"## Constraints\n",
|
||||||
|
"\n",
|
||||||
|
"* If this is called on a None input or a single node, should we raise an exception?\n",
|
||||||
|
" * Yes\n",
|
||||||
|
" * None -> TypeError\n",
|
||||||
|
" * Single node -> ValueError\n",
|
||||||
|
"* Can we assume we already have a Node class with an insert method?\n",
|
||||||
|
" * Yes\n",
|
||||||
|
"* Can we assume this fits memory?\n",
|
||||||
|
" * Yes"
|
||||||
|
]
|
||||||
|
},
|
||||||
|
{
|
||||||
|
"cell_type": "markdown",
|
||||||
|
"metadata": {},
|
||||||
|
"source": [
|
||||||
|
"## Test Cases\n",
|
||||||
|
"\n",
|
||||||
|
"* None or single node -> Exception\n",
|
||||||
|
"\n",
|
||||||
|
"<pre>\n",
|
||||||
|
"Input:\n",
|
||||||
|
" _10_\n",
|
||||||
|
" _/ \\_ \n",
|
||||||
|
" 5 15\n",
|
||||||
|
" / \\ / \\\n",
|
||||||
|
" 3 8 12 20\n",
|
||||||
|
" / \\ \\\n",
|
||||||
|
" 2 4 30\n",
|
||||||
|
"\n",
|
||||||
|
"Output: 20\n",
|
||||||
|
"\n",
|
||||||
|
"Input:\n",
|
||||||
|
" 10\n",
|
||||||
|
" / \n",
|
||||||
|
" 5\n",
|
||||||
|
" / \\\n",
|
||||||
|
" 3 7\n",
|
||||||
|
"Output: 7\n",
|
||||||
|
"</pre>"
|
||||||
|
]
|
||||||
|
},
|
||||||
|
{
|
||||||
|
"cell_type": "markdown",
|
||||||
|
"metadata": {},
|
||||||
|
"source": [
|
||||||
|
"## Algorithm\n",
|
||||||
|
"\n",
|
||||||
|
"<pre>\n",
|
||||||
|
"\n",
|
||||||
|
"If there is no right node, the second largest is the right most left subtree:\n",
|
||||||
|
"\n",
|
||||||
|
" 10\n",
|
||||||
|
" / \n",
|
||||||
|
" 5\n",
|
||||||
|
" / \\\n",
|
||||||
|
" 3 7\n",
|
||||||
|
"\n",
|
||||||
|
"If there is a right node and the right node has children, recurse to that right child:\n",
|
||||||
|
"\n",
|
||||||
|
" _10_\n",
|
||||||
|
" _/ \\_ \n",
|
||||||
|
" 5 15\n",
|
||||||
|
" / \\ / \\\n",
|
||||||
|
" 3 8 12 20\n",
|
||||||
|
" / \\ \\\n",
|
||||||
|
" 2 4 30\n",
|
||||||
|
"\n",
|
||||||
|
"Eventually we'll get to the following scenario:\n",
|
||||||
|
"\n",
|
||||||
|
" 20\n",
|
||||||
|
" \\\n",
|
||||||
|
" 30\n",
|
||||||
|
"\n",
|
||||||
|
"If the right node has no children, the second largest is the current node.\n",
|
||||||
|
"\n",
|
||||||
|
"</pre>\n",
|
||||||
|
"\n",
|
||||||
|
"Complexity:\n",
|
||||||
|
"* Time: O(h)\n",
|
||||||
|
"* Space: O(h), where h is the height of the tree"
|
||||||
|
]
|
||||||
|
},
|
||||||
|
{
|
||||||
|
"cell_type": "markdown",
|
||||||
|
"metadata": {},
|
||||||
|
"source": [
|
||||||
|
"## Code"
|
||||||
|
]
|
||||||
|
},
|
||||||
|
{
|
||||||
|
"cell_type": "code",
|
||||||
|
"execution_count": 1,
|
||||||
|
"metadata": {
|
||||||
|
"collapsed": true
|
||||||
|
},
|
||||||
|
"outputs": [],
|
||||||
|
"source": [
|
||||||
|
"%run ../bst/bst.py"
|
||||||
|
]
|
||||||
|
},
|
||||||
|
{
|
||||||
|
"cell_type": "code",
|
||||||
|
"execution_count": 2,
|
||||||
|
"metadata": {
|
||||||
|
"collapsed": false
|
||||||
|
},
|
||||||
|
"outputs": [],
|
||||||
|
"source": [
|
||||||
|
"class Solution(Bst):\n",
|
||||||
|
"\n",
|
||||||
|
" def _find_second_largest(self, node):\n",
|
||||||
|
" if node.right is not None:\n",
|
||||||
|
" if node.right.left is not None or node.right.right is not None:\n",
|
||||||
|
" return self._find_second_largest(node.right)\n",
|
||||||
|
" else:\n",
|
||||||
|
" return node\n",
|
||||||
|
" else:\n",
|
||||||
|
" return self._find_right_most_node(node.left)\n",
|
||||||
|
"\n",
|
||||||
|
" def _find_right_most_node(self, node):\n",
|
||||||
|
" if node.right is not None:\n",
|
||||||
|
" return self._find_right_most_node(node.right)\n",
|
||||||
|
" else:\n",
|
||||||
|
" return node\n",
|
||||||
|
"\n",
|
||||||
|
" def find_second_largest(self):\n",
|
||||||
|
" if self.root is None:\n",
|
||||||
|
" raise TypeError('root cannot be None')\n",
|
||||||
|
" if self.root.right is None and self.root.left is None:\n",
|
||||||
|
" raise ValueError('root must have at least one child')\n",
|
||||||
|
" return self._find_second_largest(self.root)"
|
||||||
|
]
|
||||||
|
},
|
||||||
|
{
|
||||||
|
"cell_type": "markdown",
|
||||||
|
"metadata": {},
|
||||||
|
"source": [
|
||||||
|
"## Unit Test"
|
||||||
|
]
|
||||||
|
},
|
||||||
|
{
|
||||||
|
"cell_type": "code",
|
||||||
|
"execution_count": 3,
|
||||||
|
"metadata": {
|
||||||
|
"collapsed": false
|
||||||
|
},
|
||||||
|
"outputs": [
|
||||||
|
{
|
||||||
|
"name": "stdout",
|
||||||
|
"output_type": "stream",
|
||||||
|
"text": [
|
||||||
|
"Overwriting test_bst_second_largest.py\n"
|
||||||
|
]
|
||||||
|
}
|
||||||
|
],
|
||||||
|
"source": [
|
||||||
|
"%%writefile test_bst_second_largest.py\n",
|
||||||
|
"from nose.tools import assert_equal, assert_raises\n",
|
||||||
|
"\n",
|
||||||
|
"\n",
|
||||||
|
"class TestBstSecondLargest(object):\n",
|
||||||
|
"\n",
|
||||||
|
" def test_bst_second_largest(self):\n",
|
||||||
|
" bst = Solution(None)\n",
|
||||||
|
" assert_raises(TypeError, bst.find_second_largest)\n",
|
||||||
|
" root = Node(10)\n",
|
||||||
|
" bst = Solution(root)\n",
|
||||||
|
" node5 = bst.insert(5)\n",
|
||||||
|
" node15 = bst.insert(15)\n",
|
||||||
|
" node3 = bst.insert(3)\n",
|
||||||
|
" node8 = bst.insert(8)\n",
|
||||||
|
" node12 = bst.insert(12)\n",
|
||||||
|
" node20 = bst.insert(20)\n",
|
||||||
|
" node2 = bst.insert(2)\n",
|
||||||
|
" node4 = bst.insert(4)\n",
|
||||||
|
" node30 = bst.insert(30)\n",
|
||||||
|
" assert_equal(bst.find_second_largest(), node20)\n",
|
||||||
|
" root = Node(10)\n",
|
||||||
|
" bst = Solution(root)\n",
|
||||||
|
" node5 = bst.insert(5)\n",
|
||||||
|
" node3 = bst.insert(3)\n",
|
||||||
|
" node7 = bst.insert(7)\n",
|
||||||
|
" assert_equal(bst.find_second_largest(), node7)\n",
|
||||||
|
" print('Success: test_bst_second_largest')\n",
|
||||||
|
"\n",
|
||||||
|
"\n",
|
||||||
|
"def main():\n",
|
||||||
|
" test = TestBstSecondLargest()\n",
|
||||||
|
" test.test_bst_second_largest()\n",
|
||||||
|
"\n",
|
||||||
|
"\n",
|
||||||
|
"if __name__ == '__main__':\n",
|
||||||
|
" main()"
|
||||||
|
]
|
||||||
|
},
|
||||||
|
{
|
||||||
|
"cell_type": "code",
|
||||||
|
"execution_count": 4,
|
||||||
|
"metadata": {
|
||||||
|
"collapsed": false
|
||||||
|
},
|
||||||
|
"outputs": [
|
||||||
|
{
|
||||||
|
"name": "stdout",
|
||||||
|
"output_type": "stream",
|
||||||
|
"text": [
|
||||||
|
"Success: test_bst_second_largest\n"
|
||||||
|
]
|
||||||
|
}
|
||||||
|
],
|
||||||
|
"source": [
|
||||||
|
"%run -i test_bst_second_largest.py"
|
||||||
|
]
|
||||||
|
}
|
||||||
|
],
|
||||||
|
"metadata": {
|
||||||
|
"kernelspec": {
|
||||||
|
"display_name": "Python 3",
|
||||||
|
"language": "python",
|
||||||
|
"name": "python3"
|
||||||
|
},
|
||||||
|
"language_info": {
|
||||||
|
"codemirror_mode": {
|
||||||
|
"name": "ipython",
|
||||||
|
"version": 3
|
||||||
|
},
|
||||||
|
"file_extension": ".py",
|
||||||
|
"mimetype": "text/x-python",
|
||||||
|
"name": "python",
|
||||||
|
"nbconvert_exporter": "python",
|
||||||
|
"pygments_lexer": "ipython3",
|
||||||
|
"version": "3.5.0"
|
||||||
|
}
|
||||||
|
},
|
||||||
|
"nbformat": 4,
|
||||||
|
"nbformat_minor": 0
|
||||||
|
}
|
||||||
36
graphs_trees/bst_second_largest/test_bst_second_largest.py
Normal file
36
graphs_trees/bst_second_largest/test_bst_second_largest.py
Normal file
|
|
@ -0,0 +1,36 @@
|
||||||
|
from nose.tools import assert_equal, assert_raises
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
class TestBstSecondLargest(object):
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||||||
|
|
||||||
|
def test_bst_second_largest(self):
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|
bst = Solution(None)
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||||||
|
assert_raises(TypeError, bst.find_second_largest)
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||||||
|
root = Node(10)
|
||||||
|
bst = Solution(root)
|
||||||
|
node5 = bst.insert(5)
|
||||||
|
node15 = bst.insert(15)
|
||||||
|
node3 = bst.insert(3)
|
||||||
|
node8 = bst.insert(8)
|
||||||
|
node12 = bst.insert(12)
|
||||||
|
node20 = bst.insert(20)
|
||||||
|
node2 = bst.insert(2)
|
||||||
|
node4 = bst.insert(4)
|
||||||
|
node30 = bst.insert(30)
|
||||||
|
assert_equal(bst.find_second_largest(), node20)
|
||||||
|
root = Node(10)
|
||||||
|
bst = Solution(root)
|
||||||
|
node5 = bst.insert(5)
|
||||||
|
node3 = bst.insert(3)
|
||||||
|
node7 = bst.insert(7)
|
||||||
|
assert_equal(bst.find_second_largest(), node7)
|
||||||
|
print('Success: test_bst_second_largest')
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
def main():
|
||||||
|
test = TestBstSecondLargest()
|
||||||
|
test.test_bst_second_largest()
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
if __name__ == '__main__':
|
||||||
|
main()
|
||||||
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