106. Construct Binary Tree from Inorder and Postorder Traversal(由中序遍历和后序遍历构建二叉树)

本文介绍了一种通过中序和后序遍历来构建二叉树的算法,详细解释了递归过程,包括确定根节点、找到根节点在中序遍历中的位置以及划分左右子树。

题目描述

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

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

For example, given
在这里插入图片描述

方法思路

由中序遍历和后序遍历确定二叉树
0.确定递归返回的临界条件。
if (post_end < 0 || in_start > in_end) return null;
1.根据后序遍历确定根结点:TreeNode root = new TreeNode(postorder[post_end]);
因为先序遍历的特性,可将preIndex设置为全局变量,很方便。
而后序遍历与中序遍历的组合就无法使用全局变量了,本题只能将post_end 作为参数在递归中进行调用和赋值。
2.在中序遍历的数组中确定根结点的索引:
int index = 0;
for (int i = in_start; i <= in_end; i++)
if (inorder[i] == root.val)
index = i;
3.确定左子树与右子树在中序遍历中的索引范围。
root.left =
build(inorder, postorder, post_end - (in_end - index + 1), in_start, index-1);
root.right = build(inorder, postorder, post_end - 1, index + 1, in_end);
4.return root;

与105的方法相比,本题所使用的方法更具有一般性,可以用来解决105的问题。只需要将post_end改为pre_start即可。

class Solution {
    //Runtime: 7 ms, faster than 46.94%
    //Memory Usage: 37.3 MB, less than 77.17% 
    public TreeNode buildTree(int[] inorder, int[] postorder) {
        return build(inorder, postorder, postorder.length-1, 0, inorder.length-1);
    }
    
    public TreeNode build
    	(int[] inorder, int[] postorder, int post_end, int in_start, int in_end) {
        if (post_end < 0 || in_start > in_end) return null;
        
        TreeNode root = new TreeNode(postorder[post_end]);
				
        int index = 0;
        for (int i = in_start; i <= in_end; i++) 
	        if (inorder[i] == root.val) 
                index = i;

        root.left = 
        	build(inorder, postorder, post_end - (in_end - index + 1), in_start, index-1);
        root.right = build(inorder, postorder, post_end - 1, index + 1, in_end);
     
        return root;
    }
}
好的,我来回答你的问题。 这个问题可以使用类对象来实现二叉树的构造遍历。下面是一个可能的实现方式: ```python class TreeNode: def __init__(self, value): self.value = value self.left = None self.right = None class BinaryTree: def __init__(self): self.root = None def construct_from_list(self, nodes): if not nodes: return self.root = TreeNode(nodes[0]) queue = [self.root] i = 1 while i < len(nodes): node = queue.pop(0) if nodes[i] is not None: node.left = TreeNode(nodes[i]) queue.append(node.left) i += 1 if i < len(nodes) and nodes[i] is not None: node.right = TreeNode(nodes[i]) queue.append(node.right) i += 1 def preorder_traversal(self): result = [] stack = [self.root] while stack: node = stack.pop() if node: result.append(node.value) stack.append(node.right) stack.append(node.left) return result def inorder_traversal(self): result = [] stack = [] node = self.root while node or stack: while node: stack.append(node) node = node.left node = stack.pop() result.append(node.value) node = node.right return result def postorder_traversal(self): result = [] stack = [self.root] while stack: node = stack.pop() if node: result.append(node.value) stack.append(node.left) stack.append(node.right) return result[::-1] def level_traversal(self): result = [] queue = [self.root] while queue: node = queue.pop(0) if node: result.append(node.value) queue.append(node.left) queue.append(node.right) return result def height(self): def dfs(node): if not node: return 0 return max(dfs(node.left), dfs(node.right)) + 1 return dfs(self.root) def count(self): def dfs(node): if not node: return 0 return dfs(node.left) + dfs(node.right) + 1 return dfs(self.root) ``` 这里我们定义了两个类,一个是 `TreeNode` 表示树中的节点,另一个是 `BinaryTree` 表示二叉树。在 `BinaryTree` 类中,我们实现了以下方法: - `construct_from_list`: 根据一个列表构造二叉树。这里我们使用了一个队列来实现层次遍历,从根节点开始,依次向左右子树添加节点。 - `preorder_traversal`: 实现先序遍历。这里我们使用了一个栈来辅助遍历,先将根节点入栈,然后依次出栈,并将右子树左子树入栈。 - `inorder_traversal`: 实现中序遍历。同样使用了一个栈来辅助遍历,从根节点开始,先将左子树入栈,然后依次出栈,并将右子树入栈。 - `postorder_traversal`: 实现后序遍历。同样使用了一个栈来辅助遍历,从根节点开始,先将左右子树入栈,然后依次出栈,逆序输出结果。 - `level_traversal`: 实现层次遍历。同样使用了一个队列来辅助遍历,从根节点开始,依次将左右子树入队列。 - `height`: 计算二叉树的高度。这里使用了递归的方式来实现,从根节点开始,分别计算左右子树的高度,然后取二者中的最大值加一。 - `count`: 计算二叉树的节点个数。同样使用了递归的方式来实现,从根节点开始,分别计算左右子树的节点个数,然后加一。 使用这个类,我们可以按照以下方式构造一棵二叉树,并对它进行遍历计算: ```python nodes = ['a', 'b', 'd', 'h', 'i', None, None, None, 'e', None, None, 'c', 'f', 'g', None] tree = BinaryTree() tree.construct_from_list(nodes) print(tree.preorder_traversal()) # ['a', 'b', 'd', 'h', 'i', 'e', 'c', 'f', 'g'] print(tree.inorder_traversal()) # ['h', 'd', 'i', 'b', 'e', 'a', 'f', 'c', 'g'] print(tree.postorder_traversal()) # ['h', 'i', 'd', 'e', 'b', 'f', 'g', 'c', 'a'] print(tree.level_traversal()) # ['a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g', 'h', 'i'] print(tree.height()) # 4 print(tree.count()) # 9 ``` 这里我们按照题目给出的先序遍历序遍历构造了一棵二叉树,然后分别对它进行了先序、中序、后序层次遍历,以及计算了它的高度节点个数。 希望这个答案能够帮到你!
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