【树-中等】106. 从中序与后序遍历序列构造二叉树

题目
根据一棵树的中序遍历与后序遍历构造二叉树。

注意:
你可以假设树中没有重复的元素。

例如,给出

中序遍历 inorder = [9,3,15,20,7]
后序遍历 postorder = [9,15,7,20,3]

返回如下的二叉树:

3

/
9 20
/
15 7
【代码】
【方法1】
在这里插入图片描述

class Solution:
    def buildTree(self, inorder: List[int], postorder: List[int]) -> TreeNode:
        if not postorder:
            return None
        root=TreeNode(postorder[-1])
        mid_index=inorder.index(postorder[-1])
        root.left=self.buildTree(inorder[:mid_index],postorder[:mid_index])
        root.right=self.buildTree(inorder[mid_index+1:],postorder[mid_index:-1])
        return root

【方法2】
在这里插入图片描述

class Solution:
    def buildTree(self, inorder: List[int], postorder: List[int]) -> TreeNode:
        def helper(in_left, in_right):
            # 如果这里没有节点构造二叉树了,就结束
            if in_left > in_right:
                return None
            
            # 选择 post_idx 位置的元素作为当前子树根节点
            val = postorder.pop()
            root = TreeNode(val)

            # 根据 root 所在位置分成左右两棵子树
            index = idx_map[val]
 
            # 构造右子树
            root.right = helper(index + 1, in_right)
            # 构造左子树
            root.left = helper(in_left, index - 1)
            return root
        
        # 建立(元素,下标)键值对的哈希表
        idx_map = {val:idx for idx, val in enumerate(inorder)} 
        return helper(0, len(inorder) - 1)
### C++ 实现扩展二叉树序列求解中后序序列 #### 1. 扩展二叉树定义 扩展二叉树是一种特殊的二叉树,在原二叉树的基础上增加了外部节点(也称为虚节点),用于表示叶子节点的空子。通常用特殊字符(如 `#` 或 `-1`)来标记这些虚节点。 给定扩展二叉树的先序列,可以通过解析该序列重建二叉树,并进一步得到其对应的中后序序列[^1]。 --- #### 2. 算法思路 为了实现这一目标,可以采用以下步骤: - **构建二叉树**:基于扩展二叉树的先序列递归地创建二叉树- **中序遍历**:按照左子 -> 根节点 -> 右子的顺访问节点。 - **后序遍历**:按照左子 -> 右子 -> 根节点的顺访问节点。 以下是具体的代码实现。 --- #### 3. C++ 实现代码 ```cpp #include <iostream> #include <vector> using namespace std; // 定义二叉树节点结构体 struct TreeNode { char val; TreeNode* left; TreeNode* right; TreeNode(char v) : val(v), left(nullptr), right(nullptr) {} }; class BinaryTreeBuilder { public: // 构造函数接收先序列 explicit BinaryTreeBuilder(const string& preorder) : pre(preorder), index(0) {} // 构建二叉树 TreeNode* buildTree() { if (index >= pre.size()) return nullptr; if (pre[index] == '#') { // 如果遇到'#',则为虚节点 ++index; return nullptr; } TreeNode* node = new TreeNode(pre[index]); // 创建当前节点 ++index; node->left = buildTree(); // 递归构建左子 node->right = buildTree(); // 递归构建右子 return node; } private: string pre; // 存储先序列 size_t index; // 当前索引 }; // 中序遍历 void inorderTraversal(TreeNode* root, vector<char>& result) { if (!root) return; inorderTraversal(root->left, result); result.push_back(root->val); inorderTraversal(root->right, result); } // 后序遍历 void postorderTraversal(TreeNode* root, vector<char>& result) { if (!root) return; postorderTraversal(root->left, result); postorderTraversal(root->right, result); result.push_back(root->val); } int main() { // 输入扩展二叉树的先序列 string preorder; cout << "请输入扩展二叉树的先序列:" << endl; cin >> preorder; // 构建二叉树 BinaryTreeBuilder builder(preorder); TreeNode* root = builder.buildTree(); // 获取中后序序列 vector<char> inorderResult, postorderResult; inorderTraversal(root, inorderResult); postorderTraversal(root, postorderResult); // 输出结果 cout << "中序列: "; for (char c : inorderResult) cout << c << " "; cout << endl; cout << "后序序列: "; for (char c : postorderResult) cout << c << " "; cout << endl; return 0; } ``` --- #### 4. 示例运行 假设输入如下扩展二叉树的先序列: ``` ABD##E##CF### ``` 程输出的结果将是: ``` 中序列: D B E A F C 后序序列: D E B F C A ``` 解释: -序列 `ABD##E##CF###` 表示一棵扩展二叉树,其中 `A` 是根节点,`B` 和 `C` 分别是左右子的根节点。 - 解析后的中后序序列分别对应于标准二叉树遍历结果。 --- ###
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