LeetCode:Construct Binary Tree from Preorder and Inorder Traversal

最新推荐文章于 2024-01-17 14:50:43 发布
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本文介绍了一种通过给定的先序和中序遍历结果来构建二叉树的方法。主要思路是从先序遍历中选取根节点，在中序遍历中定位该节点，并递归地构建左右子树。

Construct Binary Tree from Preorder and Inorder Traversal

Given preorder and inorder traversal of a tree, construct the binary tree.

Note:
You may assume that duplicates do not exist in the tree.

题意：根据二叉树的先序和中序遍历的结果来构建此二叉树（二叉树中不包含值相同的节点）

解题思路：在数据结构课程中我们知道可以由二叉树的先序和中序或者中序和后序的遍历结果来构建此二叉树，具体步骤如何呢？我们举个具体的例子来分析。

如图，我们可以分三步：1、将先序遍历序列的第一个值作为根节点（如将6作为根节点）；2、从中序遍历中寻找第一步的节点在此序列的下标（如6在此下标为2）；3、根据下标更新遍历序列，递归构建此根节点的左右子树，进入步骤1. 


//p_s、p_e表示在先序遍历数组中的起始位置和结束位置，i_s、i_e表示中序遍历数组的起始位置和结束位置
TreeNode* buildNodes(vector<int>& preorder, int p_s, int p_e, vector<int>&inorder, int i_s, int i_e)
{
	if (p_s > p_e || i_s > i_e)
		return NULL;

	//先序遍历的第一个节点是作为根节点
	TreeNode* node = new TreeNode(preorder[p_s]);
	
	//从中序遍历中找到该节点的位置
	int nodeIndex = i_s;
	while (nodeIndex<=i_e && preorder[p_s] != inorder[nodeIndex])
		nodeIndex++;
	
	//在中序遍历中，计算该节点离此次遍历起始位置的长度
	int leftLen = nodeIndex - i_s;
	//构建左子树，更新遍历范围
	node->left = buildNodes(preorder, p_s + 1, p_s + leftLen, inorder, i_s, nodeIndex - 1);

	//构建右子树，更新遍历范围
	node->right = buildNodes(preorder, p_s + leftLen + 1, p_e, inorder, nodeIndex + 1, i_e);

	return node;
}

TreeNode *buildTree(vector<int> &preorder, vector<int> &inorder) 
{
	if (preorder.size() != inorder.size() || preorder.size() == 0)
		return NULL;
	
	return buildNodes(preorder, 0, preorder.size()-1, inorder, 0, inorder.size()-1);
}

C++版-剑指offer 面试题6：重建二叉树(Leetcode105. Construct Binary Tree from Preorder and Inorder Traversal) 解题报告
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很吵请安静
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Leetcode: Construct Binary Tree from Preorder and Inorder Traversal
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题目链接 https://leetcode.com/problems/construct-binary-tree-from-preorder-and-inorder-traversal/ 题目描述 根据一棵树的前序遍历和中序遍历构造二叉树。二叉树中不包含重复元素。 示例 输入：preorder=[3,9,8,6,7]，inorder = [9,3,6,8,7] 输出： [3,9,8,null,null,6,7] 解题思路 这道题首先需要根据前序遍历和中序遍历的结果找到根节点，然后找出
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105.construct binary tree from preorder and inorder traversal从前序和与中序遍历序列构造二叉树【LeetCode单题讲解系列】
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08-21
下面是该段代码的 **Visual Studio 可运行完整版本**，包含： - `TreeNode` 节点定义 - `buildTree` 函数的完整实现（从前序和中序遍历构造二叉树） - 主函数中测试用例 - 打印构建后的二叉树（前序遍历验证） --- ## ✅ Visual Studio 完整运行代码 ```cpp #include <iostream> #include <vector> #include <algorithm> #include <ranges> using namespace std; // 二叉树节点定义 struct TreeNode { int val; TreeNode* left; TreeNode* right; 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* buildTree(vector<int>& preorder, vector<int>& inorder) { if (preorder.empty()) { return nullptr; } // 查找根节点在中序遍历中的位置 auto root_it = ranges::find(inorder, preorder[0]); int left_size = distance(inorder.begin(), root_it); // 左子树节点数量 // 划分左子树和右子树的前序和中序序列 vector<int> pre_left(preorder.begin() + 1, preorder.begin() + 1 + left_size); vector<int> pre_right(preorder.begin() + 1 + left_size, preorder.end()); vector<int> in_left(inorder.begin(), inorder.begin() + left_size); vector<int> in_right(inorder.begin() + 1 + left_size, inorder.end()); // 递归构建左右子树 TreeNode* left = buildTree(pre_left, in_left); TreeNode* right = buildTree(pre_right, in_right); return new TreeNode(preorder[0], left, right); } // 前序遍历打印二叉树 void preorderPrint(TreeNode* root) { if (root == nullptr) { cout << "null "; return; } cout << root->val << " "; preorderPrint(root->left); preorderPrint(root->right); } // 析构函数（手动释放内存） void deleteTree(TreeNode* root) { if (root == nullptr) return; deleteTree(root->left); deleteTree(root->right); delete root; } }; int main() { Solution sol; // 示例输入 vector<int> preorder = {3, 9, 20, 15, 7}; vector<int> inorder = {9, 3, 15, 20, 7}; // 构建二叉树 TreeNode* root = sol.buildTree(preorder, inorder); // 打印前序遍历结果以验证是否正确 cout << "构建的二叉树前序遍历结果: "; sol.preorderPrint(root); cout << endl; // 释放内存 sol.deleteTree(root); return 0; } ``` --- ## 📌 编译与运行说明（适用于 Visual Studio） 1. 打开 Visual Studio 2. 创建一个 **C++ 控制台应用程序（Console Application）** 3. 删除默认生成的代码内容 4. 将上面的代码粘贴到 `.cpp` 文件中（如 `main.cpp`） 5. 确保你的编译器支持 **C++20**，因为使用了 `<ranges>` 和范围查找 - VS 2022 及以上版本支持 C++20 6. 按 `Ctrl + F5` 或点击 **“本地 Windows 调试器”** 运行程序 --- ## 🧾 输出结果示例 ``` 构建的二叉树前序遍历结果: 3 9 null null 20 15 null null 7 null null ``` 说明构建成功，结构如下： ``` 3 / \ 9 20 / \ 15 7 ``` --- ## 🧠 代码解释 - `preorder[0]` 是当前子树的根节点。 - 在 `inorder` 中找到该根节点，左边就是左子树，右边就是右子树。 - 根据左子树大小，划分 `preorder` 中的左右子树。 - 递归构造左右子树。 - 最后返回构造好的当前子树根节点。 --- ###
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