7-10 重建二叉树 (10 分)

本文介绍如何根据给定的后根序列和中根序列构建一棵二叉树,并计算其高度及先根序列。同时探讨了判断序列合法性的方法及实现细节。

 

给定二叉树的中根序列和后根序列,请编写程序创建该二叉树,计算其高度和先根序列,最后删除该二叉树;如给定的中根和后根序列不合法,则亦能识别。

输入格式:

输入为两行字符串,第一行表示某二叉树的后根序列,第二行表示其中根序列。结点的值均为A-Z的大写字母,故二叉树结点个数不超过26,且保证输入的两个序列都是结点的全排列,但不一定是合法的中根和后根序列。

输出格式:

如果输入的序列不合法(不是同一棵树的中根序列和后根序列),则输出INVALID。若输入序列合法,输出为两行,第一行为一个整数,表示该二叉树的高度,第二行为一个字符串,表示该二叉树的先根序列。

输入样例1:

CEFDBHGA
CBEDFAGH 

输出样例1:

3
ABCDEFGH

输入样例2:

CBEDFAGH
CEFDBHGA 

输出样例2:

INVALID

输入样例3:

BCA 
CAB

输出样例3:

INVALID

纯粹凑分数得写法,还有许多问题

为什么还要删除树?

为什么求高度需要 -1,

如果不构造树能求树得高度吗 等待大佬得代码。。。

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
vector<char> fir;
int flag = 1;

typedef struct Node {
  char data;
  struct Node* lchild;
  struct Node* rchild;

} * Tree;
//后中得到二叉树
Tree postOrder(char post[], char mid[], int len) {
  if (len == 0) return NULL;
  Tree bt = (Tree)malloc(sizeof(struct Node));
  bt->data = post[len - 1];
  int i = 0;
  for (i = 0; i < len; i++) {
    if (post[len - 1] == mid[i])  //根据中序确定左右子树
      break;
  }
  if (i == len) {//说明无法在中序遍历找到根 即为不合法
    flag = 0;
    return NULL;
  } else {
    //实现前序遍历 根左右
    fir.push_back(bt->data);
    //后序中序都是左开始,所以不需要改变,改变len即可
    bt->lchild = postOrder(post, mid, i);
    //后中最后才是右,需要更新函数参数post,mid,均改为右子树的部分,更新右子树的长度
    bt->rchild = postOrder(post + i, mid + i + 1, len - i - 1);
  }

  return bt;
}
int getHeight(Tree bt) {
  if (bt == NULL) return 0;
  int left = getHeight(bt->lchild);
  int right = getHeight(bt->rchild);
  return max(left, right) + 1;  //求高度每次左右子树得最大值+1
}
int main() {
  string s;
  getline(cin, s);
  int n = s.size();
  char post[n], mid[n];
  for (int i = 0; i < n; i++) {
    post[i] = s[i];
  }

  getline(cin, s);
  for (int i = 0; i < n; i++) {
    mid[i] = s[i];
  }
  Tree bt = postOrder(post, mid, n);

  if (flag) {
    cout << getHeight(bt) << endl;
    for (int i = 0; i < fir.size(); i++) cout << fir[i];
  } else
    cout << "INVALID" << endl;
}

 

### 如何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、中以及后遍历的结果来重建这棵树。每种遍历方法提供了不同的视角来看待同一棵二叉树- **前遍历**:访问顺节点 -> 左子树 -> 右子树; - **中遍历**:访问顺为左子树 -> 节点 -> 右子树; - **后遍历**:访问顺为左子树 -> 右子树 -> 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]。 #### 使用前遍历来构建二叉树 当拥有前遍历列表`preorder=[3,9,20,15,7]` 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: 由于前的第一个元素总是当前子树的,在此例子中的第一个数是3,则可以在中数组找到这个位置,并以此划左右两部作为新的子树范围。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 ``` #### 利用后与中遍历恢复二叉树 如果给出的是后遍历`postorder=['g','d','b','e','h','f','c','a']` 遍历`inorder=['d','g','b','a','e','c','h','f']`,那么可以据最后一个元素代表整棵树的来进行割操作,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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