LeetCode 106.从中序与后序遍历序列构造二叉树

发布于:2025-02-10 ⋅ 阅读:(47) ⋅ 点赞:(0)

题目描述

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:

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

提示:

  • 1 <= inorder.length <= 3000
  • postorder.length == inorder.length
  • -3000 <= inorder[i], postorder[i] <= 3000
  • inorder 和 postorder 都由 不同 的值组成
  • postorder 中每一个值都在 inorder 中
  • inorder 保证是树的中序遍历
  • postorder 保证是树的后序遍历

思路

递归法

递归法步骤:

  • 第一步:如果数组大小为零的话,说明是空节点了。

  • 第二步:如果不为空,那么取后序数组最后一个元素作为节点元素。

  • 第三步:找到后序数组最后一个元素在中序数组的位置,作为切割点

  • 第四步:切割中序数组,切成中序左数组和中序右数组 (顺序别搞反了,一定是先切中序数组)

  • 第五步:切割后序数组,切成后序左数组和后序右数组

  • 第六步:递归处理左区间和右区间

代码

C++版:

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    TreeNode* traversal(vector<int>& inorder, vector<int>& postorder){
        // 第一步,判断是否为空节点
        if(postorder.size()==0) return NULL;
        // 第二步,取后序数组最后一个元素作为节点元素
        int rootValue=postorder[postorder.size()-1];
        TreeNode* root=new TreeNode(rootValue);
        // 仅有一个节点
        if(postorder.size()==1) return root;
        // 第三步,找切割点
        int i;
        for(i=0;i<inorder.size();i++){
            if(inorder[i]==rootValue) break;
        }
        // 第四步,切割中序数组,得到中序左数组[0, i)和中序右数组[i+1,end),
        vector<int> leftInorder(inorder.begin(),inorder.begin() + i);
        vector<int> rightInorder(inorder.begin()+i+1,inorder.end());
        // postorder 舍弃末尾元素
        postorder.resize(postorder.size() - 1);
        // 第五步,切割后序数组,得到后序左数组和后序右数组
        vector<int> leftPostorder(postorder.begin(), postorder.begin()+leftInorder.size());
        vector<int> rightPostorder(postorder.begin()+leftInorder.size(), postorder.end());
        // 第六步,递归处理左区间和右区间
        root->left = traversal(leftInorder, leftPostorder);
        root->right = traversal(rightInorder, rightPostorder);

        return root;
    }
    TreeNode* buildTree(vector<int>& inorder, vector<int>& postorder) {
        if(inorder.size()==0 || postorder.size()==0) return NULL;
        return traversal(inorder,postorder);
    }
};

Python版:

# Definition for a binary tree node.
# class TreeNode:
#     def __init__(self, val=0, left=None, right=None):
#         self.val = val
#         self.left = left
#         self.right = right
class Solution:
    def buildTree(self, inorder: List[int], postorder: List[int]) -> Optional[TreeNode]:
        # 第一步: 特殊情况讨论: 树为空. (递归终止条件)
        if not postorder:
            return None

        # 第二步: 后序遍历的最后一个就是当前的中间节点.
        root_val = postorder[-1]
        root = TreeNode(root_val)

        # 第三步: 找切割点.
        separator_idx = inorder.index(root_val)

        # 第四步: 切割inorder数组. 得到inorder数组的左,右半边.
        inorder_left = inorder[:separator_idx]
        inorder_right = inorder[separator_idx + 1:]

        # 第五步: 切割postorder数组. 得到postorder数组的左,右半边.
        postorder_left = postorder[:len(inorder_left)]
        postorder_right = postorder[len(inorder_left): len(postorder) - 1]

        # 第六步: 递归
        root.left = self.buildTree(inorder_left, postorder_left)
        root.right = self.buildTree(inorder_right, postorder_right)

        return root

需要注意的地方

1.由于中序数组大小一定是和后序数组的大小相同的,将中序数组切成了左中序数组和右中序数组后,后序数组就可以按照左中序数组的大小来切割,切成左后序数组和右后序数组。

2.使用索引来代替新建数组会更省时间。