天梯赛 L2-006 树的遍历 是个人都能看懂

天梯赛 L2-006 树的遍历

给定一棵二叉树的后序遍历和中序遍历,请你输出其层序遍历的序列。这里假设键值都是互不相等的正整数。

输入格式:

输入第一行给出一个正整数N(≤30),是二叉树中结点的个数。第二行给出其后序遍历序列。第三行给出其中序遍历序列。数字间以空格分隔。

输出格式:

在一行中输出该树的层序遍历的序列。数字间以1个空格分隔,行首尾不得有多余空格。

输入样例:

7
2 3 1 5 7 6 4
1 2 3 4 5 6 7

输出样例:

4 1 6 3 5 7 2

代码长度限制

16 KB

时间限制

400 ms

内存限制

64 MB

栈限制

8192 KB


原来一直搞不懂树的遍历,首先我们先要搞清楚树的前序,后序,中序遍历,其实我觉得不用理解那么难,前序不就是根节点->左子树->右子树,后序就是左子树->右子树->根节点,中序就是左子树->根节点->右子树,层序遍历就是一层一层的走。

然后把a,b,c想成一个整体,这就用到了dfs的思想,我只管某一块的,下一块的去传递,最终成最小的块。

弄明白了遍历顺序之后,为什么知道中序遍历和(前序或后序)任意一个就可以知道整个树呢,

首先我们观察题目给的后序遍历 :2 3 1 5 7 6 4

后序遍历是左子树->右子树->根节点,也就是说最后一个肯定是根节点,那么我们不就知道了4是根节点了吗。

这时候再观察题目给的中序遍历:1 2 3 4 5 6 7

中序遍历是左子树->根节点->右子树,也就是说左子树肯定在根节点左边,右子树肯定在根节点右边,那我不就知道1 2 3 是一个子树(左),5 6 7 是一个子树(右)。

你刚开始把 2 3 1 5 7 6 4(后序)和  1 2 3 4 5 6 7(中序) 看成一个整体,那我们分析完不就可以把 2 3 1(后序) 和  1 2 3(中序)继续看成一个整体,你可以发现每一个子树都是一个情况,那我们不就可以dfs了吗。

详细实现在代码注释。注意,我们用数组静态存储的时候第一个根节点是1,第2个是2,第三个是3,第四个就是4,以此列推。那么可以发现:

         1 
    2         3 
4    5    6    7

也就是说一个节点 i 的左子节点为2*i,右节点为2*i+1。


附上代码:

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
int n;
vector <int> hou(35,0);//存后序 
vector <int> zhong(35,0);//存中序 
vector <int> tree(1000005,-1);//存树,初始全是-1,建议开大点,只要别超过数组最大界限就行 
void dfs(int gen,int hou_zuo,int hou_you,int zhong_zuo,int zhong_you)//目前要求的根节点,后序范围,中序范围 
{
	//范围是下标,只要不符合下标范围或者左边大于右边直接结束 
	if( hou_zuo > hou_you || zhong_zuo > zhong_you || hou_zuo < 1 || hou_you < 1 || zhong_zuo < 1 || zhong_you < 1 || hou_zuo > n || hou_you > n || zhong_zuo > n || zhong_you > n) return;
	//cout<<gen<<" "<<hou_zuo<<" "<<hou_you<<" "<<zhong_zuo<<" "<<zhong_you<<'\n';
	tree[gen]=hou[hou_you];//后序遍历最后一个绝对是根节点 
	int gen_zhi=hou[hou_you];//后序遍历最后一个绝对是根节点 ,为了求在中序根节点 
	int gen_index=-1;//后序遍历最后一个绝对是根节点 ,为了求在中序根节点 
	for(int i=zhong_zuo;i<=zhong_you;i++)//遍历这个范围的中序 
	{
		if(zhong[i]==gen_zhi) //找到了直接返回就行,题目说了:这里假设键值都是互不相等的正整数。 
		{
			gen_index=i;//记录下标 1      2    3     4     5     6     7 
			break;      //                       这个^的下标 
		}
	}
	//if(gen_index==-1) cout<<"异常了哥们1"<<'\n';
	map <int,bool> ma;ma.clear();//用字典找在后序遍历的左子树右边界 
	for(int i=zhong_zuo;i<gen_index;i++) ma[ zhong[i] ]=1;
	int zuo_you_xian=-1;
	for(int i=hou_zuo;i<=hou_you;i++)
	{                                     //在后序遍历 
		if( ma[ hou[i] ] == 1 ) continue;//只要是中序遍历的左子树(1 2 3)的键值就继续 
		zuo_you_xian=i;//只要不是中序遍历的左子树(1 2 3)的键值就结束,记录下标  2     3     1     5     7      6      4  
		break;        //                                             							这个^的下标 
	}
	//if(zuo_you_xian==-1) cout<<"异常了哥们2"<<'n'; 
	//cout<<"zuo_you_xian="<<zuo_you_xian<<'\n'; 
	dfs(gen*2,hou_zuo,zuo_you_xian-1,zhong_zuo,gen_index-1);//给左子节点赋值去 
	dfs(gen*2+1,zuo_you_xian,hou_you-1,gen_index+1,zhong_you);//给右子节点赋值去 
}
int main()
{
	cin>>n;//输入节点数量 
	for(int i=1;i<=n;i++) cin>>hou[i];//输入后序遍历 ,从下标1开始 
	for(int i=1;i<=n;i++) cin>>zhong[i];//输入中序遍历 ,从下标1开始  
	dfs(1,1,n,1,n);//dfs,根节点为1,后序范围为1-n,中序范围为1-n 
	/*cout<<"--------------------------------------------------"; 
	for(int i=1;i<=30;i++)
	{
		if( log2(i*1.0) == (int)( log2(i*1.0) ) ) cout<<'\n';
		cout<<i<<":"<<tree[i]<<"  ";
	}
	cout<<"\n--------------------------------------------------\n";*/
	for(int i=1;i<=1000005;i++)//层序输出,也可以用bfs,但是这题没必要,只要大于0就输出呗 
	{
		if(i==1) cout<<tree[i]; 
		else 
		{
			if(tree[i]>0) cout<<' '<<tree[i];	
		}	
	} 
	return 0;	
} 

输出:

7
2 3 1 5 7 6 4
1 2 3 4 5 6 7
1 1 7 1 7
zuo_you_xian=4
2 1 3 1 3
zuo_you_xian=1
5 1 2 2 3
zuo_you_xian=2
10 1 1 2 2
zuo_you_xian=1
3 4 6 5 7
zuo_you_xian=5
6 4 4 5 5
zuo_you_xian=4
7 5 5 7 7
zuo_you_xian=5
--------------------------------------------------
1:4
2:1  3:6
4:-1  5:3  6:5  7:7
8:-1  9:-1  10:2  11:-1  12:-1  13:-1  14:-1  15:-1
16:-1  17:-1  18:-1  19:-1  20:-1  21:-1  22:-1  23:-1  24:-1  25:-1  26:-1  27:-1  28:-1  29:-1  30:-1
--------------------------------------------------
4 1 6 3 5 7 2

 

 

<think>嗯,用户问的是L2-006遍历问题,可能涉及二叉数据结构和不同遍历方式。根据引用内容,这个问题应该是给定后序和中序遍历,要求输出层次遍历的序列。用户可能是在做相关的编程题目,比如PTA的L2-006题。首先,我需要回忆如何通过中序和后序遍历重建二叉。 根据引用[1]和[2],后序遍历的最后一个元素是根节点,中序遍历中根节点左边是左子,右边是右子。然后递归处理左右子。例如,后序的最后一个元素是根,找到中序中的根的位置,确定左右子的节点数目,再在后序中分割左右子的部分。 接下来,层次遍历需要用队列实现广度优先搜索。重建二叉的结构后,按照层序输出节点值即可。可能需要注意输入的格式,比如正整数互不相等,所以可以用哈希表或字典快速查找根在中序中的位置,提高效率。 用户可能需要具体的代码实现,比如用C++或Python。根据引用[3],题目要求输出层序遍历,所以需要先构建二叉,再进行BFS。比如,Python中可以用队列,每次取出节点,记录值,并将左右子节点加入队列。 另外,引用[5]提到前序和后序求中序的问题,但这里题目是后序和中序求层次遍历,所以不用处理那种情况。但需要注意递归时的索引分割是否正确,避免死循环或越界。 总结步骤:1. 根据后序确定根节点。2. 在中序中找到根,划分左右子。3. 递归构建左子和右子。4. 层序遍历使用队列实现。 可能的问题点是递归中的数组范围是否正确,比如后序中左子的范围是从当前起始位置到起始位置加左子节点数减一。需要确保分割正确,否则会构建错误的结构,导致层序结果错误。 用户可能遇到的问题包括如何高效查找根节点在中序中的位置,这里可以用哈希表预处理中序数组,存储值到索引的映射,这样每次查找只需O(1)时间。 最后,编写代码时要注意输入的处理,比如读取后序和中序的数组,然后调用构建函数,再进行层次遍历输出。测试案例可以引用中的例子,比如中序是ABCDEFG,后序是ACBFGED,构建后的层序应为DBACEGF。</think>### L2-006 遍历问题解析 #### 问题背景 题目要求根据给定的二叉**后序遍历**和**中序遍历**序列,输出其**层次遍历**序列。这是二叉重建和遍历的典型问题,涉及以下核心知识点: - 二叉遍历特性(后序、中序、层次遍历- 通过后序和中序重建二叉 - 广度优先搜索(BFS)实现层次遍历 --- #### 核心步骤解析 ##### 1. 根据后序和中序重建二叉 **原理**: - **后序遍历**的最后一个元素是当前子的根节点[^2]。 - **中序遍历**中,根节点左侧为左子,右侧为右子[^1]。 **操作步骤**: 1. 从后序遍历中取最后一个元素作为根节点。 2. 在中序遍历中找到根节点的位置,划分左子和右子的区间。 3. 递归处理左子和右子- 左子的中序区间:`[中序起始位置, 根节点位置-1]` - 左子的后序区间:`[后序起始位置, 后序起始位置+左子节点数-1]` - 右子的中序区间:`[根节点位置+1, 中序结束位置]` - 右子的后序区间:`[后序起始位置+左子节点数, 后序结束位置-1]` **示例**: - 后序序列:`ACBFGED` → 根节点为`D` - 中序序列:`ABCDEFG` → 左子为`ABC`,右子为`EFG` ##### 2. 层次遍历(BFS实现) **原理**: - 使用队列按层访问节点,依次记录节点值。 - 算法流程: 1. 将根节点入队。 2. 循环出队节点,记录其值,并将其左右子节点入队。 3. 重复直到队列为空。 --- #### 代码实现(Python) ```python def build_tree(inorder, postorder, in_start, in_end, post_start, post_end, in_map): if post_start > post_end: return None root_val = postorder[post_end] root_idx = in_map[root_val] left_size = root_idx - in_start root = TreeNode(root_val) root.left = build_tree( inorder, postorder, in_start, root_idx - 1, post_start, post_start + left_size - 1, in_map ) root.right = build_tree( inorder, postorder, root_idx + 1, in_end, post_start + left_size, post_end - 1, in_map ) return root def level_order(root): if not root: return [] queue = [root] result = [] while queue: node = queue.pop(0) result.append(node.val) if node.left: queue.append(node.left) if node.right: queue.append(node.right) return result # 输入处理示例 inorder = list(map(int, input().split())) postorder = list(map(int, input().split())) in_map = {val: idx for idx, val in enumerate(inorder)} n = len(inorder) root = build_tree(inorder, postorder, 0, n-1, 0, n-1, in_map) print(' '.join(map(str, level_order(root)))) ``` --- #### 关键点总结 1. **索引计算**:递归时需精确计算左右子的区间范围,避免越界。 2. **哈希优化**:通过字典`in_map`快速定位根节点在中序序列中的位置。 3. **层次遍历**:使用队列实现广度优先搜索。 ---
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