7-13 还原二叉树 (25 分)

这篇博客讨论了如何通过给定的二叉树先序和中序遍历序列来计算二叉树的高度。首先提到了使用递归构建二叉树的方法,然后通过深度优先搜索(DFS)来确定树的高度。后来,作者发现可以通过仅计算左右子树的高度来避免构建整个树,从而简化了问题。示例代码分别展示了两种方法,并给出了测试用例。

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给定一棵二叉树的先序遍历序列和中序遍历序列,要求计算该二叉树的高度。

输入格式:
输入首先给出正整数N(≤50),为树中结点总数。下面两行先后给出先序和中序遍历序列,均是长度为N的不包含重复英文字母(区别大小写)的字符串。

输出格式:
输出为一个整数,即该二叉树的高度。

输入样例:

9
ABDFGHIEC
FDHGIBEAC

输出样例:

5

第一想法:
根据前中序构建二叉树、然后求二叉树高度(力扣上有类似的原题)。
难的地方——构建二叉树。

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
struct node{
    char val;
    node* left=nullptr;
    node* right=nullptr;
    node():val('c'),left(nullptr),right(nullptr){}
};

node *fy(string &q,string &h,int i,int j,int k,int l,unordered_map<char ,int>& hash){
    if(i>j) return nullptr;
    node *t=new node();
    t->val=q[i];
    int index=hash[q[i]];
    int leftsize=index-k;
    t->left=fy(q,h,i+1,i+leftsize,k,k+leftsize-1,hash);
    t->right=fy(q,h,i+leftsize+1,j,k+leftsize+1,l,hash);
    return t;
}
int dfs(node* t){
    if(!t) return 0;
    int le=dfs(t->left);
    int ri=dfs(t->right);
    return max(le,ri)+1;
}
int main(){
    unordered_map<char ,int> hash;
    int cnt;cin>>cnt;
    string q,h;
    cin>>q>>h;
    for(int i=0;i<cnt;i++){
        hash[h[i]]=i;
    }
    node* t=fy(q,h,0,q.size()-1,0,q.size()-1,hash);
    int ans=dfs(t);
    cout<<ans<<endl;
    return 0;
}

后面看了学习通上的提示,只用求栈的高度就行了。

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;


int fy(string &q,string &h,int i,int j,int k,int l,unordered_map<char ,int>& hash){
    if(i>j) return 0;
    int index=hash[q[i]];
    int leftsize=index-k;
    int height1=fy(q,h,i+1,i+leftsize,k,k+leftsize-1,hash);
    int height2=fy(q,h,i+leftsize+1,j,k+leftsize+1,l,hash);
    return max(height1,height2)+1;
}

int main(){
    unordered_map<char ,int> hash;
    int cnt;cin>>cnt;
    string q,h;
    cin>>q>>h;
    for(int i=0;i<cnt;i++){
        hash[h[i]]=i;
    }
    int t=fy(q,h,0,q.size()-1,0,q.size()-1,hash);
    cout<<t<<endl;
    return 0;
}
### 如何根据遍历信息还原构造二叉树 #### 构建二叉树的基础理论 对于不含重复数字的二叉树,可以利用前序、中序以及后序遍历的结果来重建这棵。每种遍历方法提供了不同的视角来看待同一棵二叉树- **前序遍历**:访问顺序为根节点 -> 左子 -> 右子- **中序遍历**:访问顺序为左子 -> 根节点 -> 右子- **后序遍历**:访问顺序为左子 -> 右子 -> 根节点。 这些特性使得可以从特定组合的两个遍历序列中唯一确定一棵二叉树[^1]。 #### 使用前序和中序遍历来构建二叉树 当拥有前序遍历列表`preorder=[3,9,20,15,7]` 和 中序遍历列表 `inorder=[9,3,15,20,7]`时,能够按照如下逻辑创建对应的二叉树: 由于前序的第一个元素总是当前子的根,在此例子中的第一个数是3,则可以在中序数组找到这个位置,并以此划左右两部作为新的子范围。之后递归处理这两个新产生的区间直到完成整个过程[^4]。 ```python class TreeNode: def __init__(self, val=0, left=None, right=None): self.val = val self.left = left self.right = right def buildTree(preorder, inorder): if not preorder or not inorder: return None root_val = preorder[0] index = inorder.index(root_val) root = TreeNode(root_val) root.left = buildTree(preorder[1:index + 1], inorder[:index]) root.right = buildTree(preorder[index + 1:], inorder[index + 1:]) return root ``` #### 利用后序与中序遍历恢复二叉树 如果给出的是后序遍历`postorder=['g','d','b','e','h','f','c','a']` 和 中序遍历`inorder=['d','g','b','a','e','c','h','f']`,那么可以根据最后一个元素代表整棵的根来进行割操作,进而逐步建立完整的二叉树结构[^2]。 ```python def buildTreeFromPostIn(postorder, inorder): if not postorder or not inorder: return None root_val = postorder[-1] idx = inorder.index(root_val) root = TreeNode(root_val) root.left = buildTreeFromPostIn(postorder[:idx], inorder[:idx]) root.right = buildTreeFromPostIn(postorder[idx:-1], inorder[idx+1:]) return root ```
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