从中序与后序构建二叉树

给定两个整数数组 inorder 和 postorder ,其中 inorder 是二叉树的中序遍历, postorder 是同一棵树的后序遍历,请你构造并返回这颗 二叉树 。

示例 1:

输入:inorder = [9,3,15,20,7], postorder = [9,15,7,20,3]
输出:[3,9,20,null,null,15,7]
示例 2:

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输入:inorder = [-1], postorder = [-1]
输出:[-1]

思路

  1. 判断数组是否为空 !
  2. 不为空则向下继续,为空返回null
  3. 去后序数组中的最后一个元素为树的头节点的val值,(原因由后序遍历可知)
  4. 切割中序数组 ,以头节点的val值为区分(作为切割点) ,切割成中序左数组 和 中序右数组
  5. 切割后序数组, 切成后序左数组 和后序右数组
  6. 递归处理左右区间

思维图

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代码实现(复杂易懂)

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class Solution {
public TreeNode buildTree(int[] inorder, int[] postorder) {
if(inorder.length == 0 || postorder.length == 0){
return null;
}
int rootVal = postorder[postorder.length - 1];
TreeNode node = new TreeNode(rootVal);

int inSize = inorder.length;
int postSize = postorder.length;

int mid;
for(mid = 0; mid < inSize;mid++){
if(inorder[mid] == rootVal){
break;
}
}
//切割中序
int inBegin = 0;
int inEnd = mid;
int[] newIn = Arrays.copyOfRange(inorder,inBegin,inEnd);
int[] newPost = Arrays.copyOfRange(postorder,inBegin,inEnd);
node.left = buildTree(newIn,newPost);

int postBegin = mid + 1 ;
int postEnd = postorder.length - 1;
int[] newIn2 = Arrays.copyOfRange(inorder , postBegin , inSize);
int[] newPost2 = Arrays.copyOfRange(postorder,mid, postEnd);
node.right = buildTree(newIn2,newPost2);
return node;
}
}

代码实现(简易map版)

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class Solution {
Map<Integer, Integer> map; // 方便根据数值查找位置
public TreeNode buildTree(int[] inorder, int[] postorder) {
map = new HashMap<>();
for (int i = 0; i < inorder.length; i++) { // 用map保存中序序列的数值对应位置
map.put(inorder[i], i);
}

return findNode(inorder, 0, inorder.length, postorder,0, postorder.length); // 前闭后开
}

public TreeNode findNode(int[] inorder, int inBegin, int inEnd, int[] postorder, int postBegin, int postEnd) {
// 参数里的范围都是前闭后开
if (inBegin >= inEnd || postBegin >= postEnd) { // 不满足左闭右开,说明没有元素,返回空树
return null;
}
int rootIndex = map.get(postorder[postEnd - 1]); // 找到后序遍历的最后一个元素在中序遍历中的位置
TreeNode root = new TreeNode(inorder[rootIndex]); // 构造结点
int lenOfLeft = rootIndex - inBegin; // 保存中序左子树个数,用来确定后序数列的个数
root.left = findNode(inorder, inBegin, rootIndex,
postorder, postBegin, postBegin + lenOfLeft);
root.right = findNode(inorder, rootIndex + 1, inEnd,
postorder, postBegin + lenOfLeft, postEnd - 1);

return root;
}
}

从前序与中序构建二叉树

思路

与从中序和后序构建二叉树相同

代码实现

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class Solution {
Map<Integer, Integer> map; // 方便根据数值查找位置
public TreeNode buildTree(int[] inorder, int[] postorder) {
map = new HashMap<>();
for (int i = 0; i < inorder.length; i++) { // 用map保存中序序列的数值对应位置
map.put(inorder[i], i);
}

return findNode(inorder, 0, inorder.length, postorder,0, postorder.length); // 前闭后开
}

public TreeNode findNode(int[] inorder, int inBegin, int inEnd, int[] postorder, int postBegin, int postEnd) {
// 参数里的范围都是前闭后开
if (inBegin >= inEnd || postBegin >= postEnd) { // 不满足左闭右开,说明没有元素,返回空树
return null;
}
int rootIndex = map.get(postorder[postEnd - 1]); // 找到后序遍历的最后一个元素在中序遍历中的位置
TreeNode root = new TreeNode(inorder[rootIndex]); // 构造结点
int lenOfLeft = rootIndex - inBegin; // 保存中序左子树个数,用来确定后序数列的个数
root.left = findNode(inorder, inBegin, rootIndex,
postorder, postBegin, postBegin + lenOfLeft);
root.right = findNode(inorder, rootIndex + 1, inEnd,
postorder, postBegin + lenOfLeft, postEnd - 1);

return root;
}
}

c++版本实现

从中序与后序构建二叉树

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/**
* 通过中序数组 and 后序数组 构建一颗二叉树
* @param inorder 中序数组
* @param postorder 后序数组
* @return
*/
Node* buildTree(vector<int> &inorder , vector<int> &postorder){
if (inorder.size() == 0){
return nullptr;
}
//1. 先找到root节点
int val = postorder[postorder.size()-1];
Node *root = new Node(val);

//2.找到中序数组的切割点

int index ; // 中序切割点
for(index= 0; index < inorder.size();index++){
if (inorder[index] == val){
break;
}
}
//3. 切割中序数组
//[inorder.begin() - index)
vector<int> leftIn(inorder.begin(),inorder.begin() + index);
//(index, inorder.end()]
vector<int> rightIn(inorder.begin() + index + 1,inorder.end());

//4. 重新定义后序的长度,删除root节点占的位置
postorder.resize(postorder.size() - 1);

//5. 切割后序数组
// [postorder.begin() , leftIn.size() + postorder.begin() )
vector<int> leftPost(postorder.begin(), postorder.begin() + leftIn.size());
// (leftIn.size() + postorder.begin() , postorder.end() ]
vector<int> rightPost(postorder.begin() + leftIn.size() , postorder.end());

root->left = buildTree(leftIn, leftPost);
root->right = buildTree(rightIn , rightPost);
return root;
}

从前序与中序构建二叉树

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Node* Build(vector<int> &preorder ,vector<int> &inorder){
if (inorder.size() == 0){
return nullptr;
}
int val = preorder[0];
Node * root = new Node(val);

int index;
for(index = 0;index < inorder.size();index++){
if (val == inorder[index])
break;
}
//重新定义前序数组的大小
for (int i = 1; i < preorder.size(); ++i) {
preorder[i - 1] = preorder[i];
}
preorder.resize(preorder.size() - 1);

//切割中序数组
//[ inorder.begin(), inorder.begin() + index )
vector<int> leftIn(inorder.begin(), inorder.begin() + index);
//( inorder.begin() + index + 1,inorder.end() ]
vector<int> rightIn(inorder.begin() + index + 1,inorder.end());


//切割后序数组
//[ preorder.begin() , preorder.begin() + leftIn.size() )
vector<int> leftPre(preorder.begin() , preorder.begin() + leftIn.size());
// ( preorder.begin() + leftIn.size() , preorder.end() ]
vector<int> rightPre(preorder.begin() + leftIn.size() , preorder.end());


//递归链接
root->left = Build(leftPre,leftIn);
root->right = Build(rightPre, rightIn);
return root;
}

主函数

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int main(){

int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5};
int size = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); // 计算数组的长度

// 将数组转换为 vector
vector<int> vec(arr, arr + size);

vector<int> preorder = {3,9,20,15,7};
vector<int> inOrder = {9,3,15,20,7};
vector<int> postOrder = {9,15,7,20,3};
Node* root = buildTree(inOrder,postOrder);

Node* root1 = Build(preorder,inOrder);
preOrder(root1);
preOrder(root);
return 0;
}

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参考说明(感谢!):

力扣!

代码随想录!