堆栈迭代+DFS递归 1028. 从先序遍历还原二叉树

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树

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DFS

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根据先序遍历结果，利用递归DFS和迭代堆栈方法重建二叉树。递归时，全局变量i记录当前位置，判断是否能作为左子树并递归构建子树。迭代中，栈内节点数表示当前深度，新节点赋给栈顶元素。

1028. 从先序遍历还原二叉树

我们从二叉树的根节点 root 开始进行深度优先搜索。

在遍历中的每个节点处，我们输出 D 条短划线（其中 D 是该节点的深度），然后输出该节点的值。（如果节点的深度为 D，则其直接子节点的深度为 D + 1。根节点的深度为 0）。

如果节点只有一个子节点，那么保证该子节点为左子节点。

给出遍历输出 S，还原树并返回其根节点 root。

示例 1：

在这里插入图片描述

输入："1-2--3--4-5--6--7"
输出：[1,2,5,3,4,6,7]

示例 2：

在这里插入图片描述

输入："1-2--3---4-5--6---7"
输出：[1,2,5,3,null,6,null,4,null,7]

示例 3：

在这里插入图片描述

输入："1-401--349---90--88"
输出：[1,401,null,349,88,90]

提示：

原始树中的节点数介于 1 和 1000 之间。
每个节点的值介于 1 和 10 ^ 9 之间。

递归+DFS

全局变量i记录当前遍历的位置；
（1）获取当前节点，若不能作为左子树，则还原i，返回上一层；
（2）若能做左子树，放入左子树位置；看后面是否有右子树，无则递归左子树的子树；
（3）若还有右子树，则左子树无子树，放入右子树后递归右子树的子树；

每次判断完都需要还原i；

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    TreeNode* recoverFromPreorder(string S) {
        if(!S.size()) return NULL;
        i=0;
        int num=cal(S);
        TreeNode * root = new TreeNode(num);
        buildtree(S,0,root);
        return root;
    }
private:
    int i;  //用于遍历字符串

    void buildtree(string S,int n,TreeNode * root){
        int cnt=0;
        int t=i;
        while(S[i]=='-'){i++; cnt++;}  //若写在while里面，非判断也会让i++
        if(cnt==n+1){      //若有左子节点
            int tmp=cal(S);
            root->left=new TreeNode(tmp);      //放入左边


            cnt=0;
            t=i;
            while(S[i]=='-') {i++;cnt++;}
            if(cnt==n+1){     //若有右子节点
                int tmp=cal(S);
                root->right=new TreeNode(tmp);  //放入右边
                buildtree(S,n+1,root->right);  //往后递归
            }else if (cnt>n+1){  //若无右子节点，但有节点
                i=t;
                buildtree(S,n+1,root->left);//往左边递归
                //左边建树完成
                cnt=0;
                t=i;
                while(S[i]=='-'){i++; cnt++;}  //检查右子树
                if(cnt==n+1){    //若有右子树
                    tmp=cal(S);
                    root->right=new TreeNode(tmp);
                    buildtree(S,n+1,root->right);  //进入右子树递归
                }else i=t;  //若无右子树
            }else i=t;
        }else i=t;
        return;
    }

    int cal(string S){
        int res=0;
        while(isdigit(S[i])){
            res=res*10+(S[i++]-'0');
        }
        return res;
    }
};

迭代+堆栈

关键点：
栈内节点数量为当前构造的深度；
每次得到新节点，赋给栈顶元素；

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    TreeNode* recoverFromPreorder(string S) {
        if(!S.size()) return NULL;    //确定S大小
        stack<TreeNode*> T;           //建立堆栈
        i=0;                          //从头开始遍历S
        int tmp=calnum(S);            //将根节点入栈
        TreeNode* root=new TreeNode(tmp);  
        T.push(root);                 
        while(i<S.size()){             //遍历S
            int len=calflr(S);        //计算当前节点深度
            int num=calnum(S);         //计算当前节点数值
            TreeNode * newnode=new TreeNode(num);   //构造当前节点
            while(len<T.size()) T.pop();   //若当前节点深度小于栈内节点数量，栈内节点出栈
            TreeNode * temp=T.top();       //取出栈顶元素
            if(!temp->left) temp->left=newnode;   //先判断栈顶元素有无左子树，无则赋值
            else temp->right=newnode;       //有则右子树赋值
            T.push(newnode);                //新节点入队
        }
        return root;
    }
private:
    int i;
    int calnum(string S){
        int res=0;
        while(isdigit(S[i]))    res=res*10+S[i++]-'0';
        return res;
    }

    int calflr(string S){
        int cnt=0;
        while(i<S.size()&&S[i]=='-') {i++;cnt++;}
        return cnt;
    }
};