代码随想录三刷day21

文章介绍了如何利用前序遍历构建二叉树的方法,并提供了两个具体例子:路径总和II的问题求解以及从中序和后序遍历序列重构二叉树。还涉及了最大二叉树的构建算法。

提示:文章写完后,目录可以自动生成,如何生成可参考右边的帮助文档


前言


构造树一般采用的是前序遍历,因为先构造中间节点,然后递归构造左子树和右子树。

一、力扣113. 路径总和 II

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode() {}
 *     TreeNode(int val) { this.val = val; }
 *     TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {
 *         this.val = val;
 *         this.left = left;
 *         this.right = right;
 *     }
 * }
 */
class Solution {
    List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();
    List<Integer> path = new ArrayList<>();
    public List<List<Integer>> pathSum(TreeNode root, int targetSum) {
        if(root == null){
            return res;
        }
        fun(root,targetSum-root.val);
        return res;
    }
    public void fun(TreeNode root, int targetSum){
        path.add(root.val);
        if(root.left == null && root.right == null){
            if(targetSum == 0){
                res.add(new ArrayList<>(path));
            }
            return;
        }
        if(root.left != null){
            fun(root.left,targetSum-root.left.val);
            path.remove(path.size()-1);
        }
        if(root.right != null){
            fun(root.right , targetSum-root.right.val);
            path.remove(path.size()-1);
        }
    }
}

二、力扣106. 从中序与后序遍历序列构造二叉树

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode() {}
 *     TreeNode(int val) { this.val = val; }
 *     TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {
 *         this.val = val;
 *         this.left = left;
 *         this.right = right;
 *     }
 * }
 */
class Solution {
    Map<Integer,Integer> map = new HashMap<>();
    public TreeNode buildTree(int[] inorder, int[] postorder) {
        for(int i = 0; i < inorder.length; i ++){
            map.put(inorder[i],i);
        }
        int len = inorder.length;
        return fun(inorder, postorder, 0, len-1, 0,len -1,len);
    }
    public TreeNode fun(int[] inorder, int[] postorder,int ins,int ine,int posts,int poste,int len){
        if(posts > poste){
            return null;
        }
        int v = postorder[poste];
        TreeNode root = new TreeNode(v);
        int index = map.get(v);
        root.left = fun(inorder, postorder, ins, index-1, posts,posts+index-ins-1,len);
        root.right = fun(inorder,postorder,index+1,ine,posts+index-ins,poste-1,len);
        return root;
    }
}

三、力扣105. 从前序与中序遍历序列构造二叉树

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode() {}
 *     TreeNode(int val) { this.val = val; }
 *     TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {
 *         this.val = val;
 *         this.left = left;
 *         this.right = right;
 *     }
 * }
 */
class Solution {
    Map<Integer,Integer> map = new HashMap<>();
    public TreeNode buildTree(int[] preorder, int[] inorder) {
        int n = preorder.length-1;
        for(int i = 0; i <= n; i ++){
            map.put(inorder[i],i);
        }
        return fun(preorder, inorder, 0, n, 0,n);
    }
    public TreeNode fun(int[] preorder, int[] inorder, int preStart, int preEnd, int inStart, int inEnd){
        if(preStart > preEnd){
            return null;
        }
        int index = map.get(preorder[preStart]);
        TreeNode root = new TreeNode(preorder[preStart]);
        root.left = fun(preorder, inorder, preStart+1,preStart+index-inStart,inStart, index-1);
        root.right = fun(preorder, inorder, preStart+index-inStart+1,preEnd,index+1,inEnd );
        return root;
    }
}

四、力扣654. 最大二叉树

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode() {}
 *     TreeNode(int val) { this.val = val; }
 *     TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {
 *         this.val = val;
 *         this.left = left;
 *         this.right = right;
 *     }
 * }
 */
class Solution {
    public TreeNode constructMaximumBinaryTree(int[] nums) {
        return fun(nums,0,nums.length-1);
    }
    public TreeNode fun(int[] nums, int start, int end){
        if(start > end){
            return null;
        }
        int index = f(nums,start,end);
        TreeNode root = new TreeNode(nums[index]);
        root.left = fun(nums,start,index-1);
        root.right = fun(nums,index+1,end);
        return root;
    }
    public int f(int[] nums, int start, int end){
        int max = Integer.MIN_VALUE;
        int index = start;
        for(int i = start; i <= end; i ++){
            if(nums[i] >= max){
                max = nums[i];
                index = i;
            }
        }
        return index;
    }
}
### 关于代码随想录 Day04 的学习资料与解析 #### 一、Day04 主要内容概述 代码随想录 Day04 的主要内容围绕 **二叉树的遍历** 展开,包括前序、中序和后序种遍历方式。这些遍历可以通过递归实现,也可以通过栈的方式进行迭代实现[^1]。 #### 二、二叉树的遍历方法详解 ##### 1. 前序遍历(Pre-order Traversal) 前序遍历遵循访问顺序:根节点 -> 左子树 -> 右子树。以下是基于递归的实现: ```python def preorderTraversal(root): result = [] def traversal(node): if not node: return result.append(node.val) # 访问根节点 traversal(node.left) # 遍历左子树 traversal(node.right) # 遍历右子树 traversal(root) return result ``` 对于迭代版本,则可以利用显式的栈来模拟递归过程: ```python def preorderTraversal_iterative(root): stack, result = [], [] current = root while stack or current: while current: result.append(current.val) # 访问当前节点 stack.append(current) # 将当前节点压入栈 current = current.left # 转向左子树 current = stack.pop() # 弹出栈顶元素 current = current.right # 转向右子树 return result ``` ##### 2. 中序遍历(In-order Traversal) 中序遍历遵循访问顺序:左子树 -> 根节点 -> 右子树。递归实现如下: ```python def inorderTraversal(root): result = [] def traversal(node): if not node: return traversal(node.left) # 遍历左子树 result.append(node.val) # 访问根节点 traversal(node.right) # 遍历右子树 traversal(root) return result ``` 迭代版本同样依赖栈结构: ```python def inorderTraversal_iterative(root): stack, result = [], [] current = root while stack or current: while current: stack.append(current) # 当前节点压入栈 current = current.left # 转向左子树 current = stack.pop() # 弹出栈顶元素 result.append(current.val) # 访问当前节点 current = current.right # 转向右子树 return result ``` ##### 3. 后序遍历(Post-order Traversal) 后序遍历遵循访问顺序:左子树 -> 右子树 -> 根节点。递归实现较为直观: ```python def postorderTraversal(root): result = [] def traversal(node): if not node: return traversal(node.left) # 遍历左子树 traversal(node.right) # 遍历右子树 result.append(node.val) # 访问根节点 traversal(root) return result ``` 而迭代版本则稍复杂一些,通常采用双栈法或标记法完成: ```python def postorderTraversal_iterative(root): if not root: return [] stack, result = [root], [] while stack: current = stack.pop() result.insert(0, current.val) # 插入到结果列表头部 if current.left: stack.append(current.left) # 先压左子树 if current.right: stack.append(current.right) # 再压右子树 return result ``` #### 、补充知识点 除了上述基本的二叉树遍历外,Day04 还可能涉及其他相关内容,例如卡特兰数的应用场景以及组合问题的基础模板[^2][^4]。如果遇到具体题目,可以根据实际需求调用相应算法工具。 --- ####
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