7.重建二叉树

题目描述

输入某二叉树的前序遍历和中序遍历的结果,请重建出该二叉树。假设输入的前序遍历和中序遍历的结果中都不含重复的数字。例如输入前序遍历序列{1,2,4,7,3,5,6,8}和中序遍历序列{4,7,2,1,5,3,8,6},则重建二叉树并返回。

复习知识点:二叉树的遍历

前中后序指的是根节点的顺序,左总在右的前面

前序遍历的顺序是:根节点,左子节点(左子树),右子节点(右子树)。

中序遍历的顺序是:左子节点,根节点,右子节点。

后序遍历的顺序是:左子节点,右子节点,根节点。

这三种遍历都有递归和循环两种不同的实现方式,每种遍历的递归实现都比循环实现简洁很多。

由遍历顺序重构二叉树:其实就是把前序遍历中得到的根节点在中序遍历中找到就可以分出左右子树,不断重复这个过程

Python题解:

# -*- coding:utf-8 -*-
class TreeNode:
    def __init__(self, x):
        self.val = x
        self.left = None
        self.right = None
class Solution:
    # 返回构造的TreeNode根节点
    def reConstructBinaryTree(self, pre, tin):
        # write code here
        return self.findSubTree(pre,tin)

    def findSubTree(self,front,mid):
        if len(front)==0:
            #print('null')
            return None
        if len(front)==1:
            #print('return value '+str(front[0]))
            return TreeNode(front[0])
        else:
            r = TreeNode(front[0])
            index = mid.index(front[0])
            #print('root:',front[0])
            #print('寻找 '+str(front[0])+' 的左子树')
            r.left=self.findSubTree(front[1:index+1],mid[0:index])
            #print('寻找 '+str(front[0])+' 的右子树')
            r.right=self.findSubTree(front[index+1:],mid[index+1:])
        #print('子树 '+str(front[0])+' 结束')
        return r

以前序遍历[1,2,4,7,3,5,6,8]和中序遍历[4,7,2,1,5,3,8,6]为例,上述代码中的print取消注释,得到的重构二叉树过程如下:

('root:', 1)
寻找 1 的左子树
('root:', 2)
寻找 2 的左子树
('root:', 4)
寻找 4 的左子树
null
寻找 4 的右子树
return value 7
子树 4 结束
寻找 2 的右子树
null
子树 2 结束
寻找 1 的右子树
('root:', 3)
寻找 3 的左子树
return value 5
寻找 3 的右子树
('root:', 6)
寻找 6 的左子树
return value 8
寻找 6 的右子树
null
子树 6 结束
子树 3 结束
子树 1 结束

 

### RT-DETRv3 网络结构分析 RT-DETRv3 是一种基于 Transformer 的实时端到端目标检测算法,其核心在于通过引入分层密集正监督方法以及一系列创新性的训练策略,解决了传统 DETR 模型收敛慢和解码器训练不足的问题。以下是 RT-DETRv3 的主要网络结构特点: #### 1. **基于 CNN 的辅助分支** 为了增强编码器的特征表示能力,RT-DETRv3 引入了一个基于卷积神经网络 (CNN) 的辅助分支[^3]。这一分支提供了密集的监督信号,能够与原始解码器协同工作,从而提升整体性能。 ```python class AuxiliaryBranch(nn.Module): def __init__(self, in_channels, out_channels): super(AuxiliaryBranch, self).__init__() self.conv = nn.Conv2d(in_channels, out_channels, kernel_size=3, padding=1) self.bn = nn.BatchNorm2d(out_channels) def forward(self, x): return F.relu(self.bn(self.conv(x))) ``` 此部分的设计灵感来源于传统的 CNN 架构,例如 YOLO 系列中的 CSPNet 和 PAN 结构[^2],这些技术被用来优化特征提取效率并减少计算开销。 --- #### 2. **自注意力扰动学习策略** 为解决解码器训练不足的问题,RT-DETRv3 提出了一种名为 *self-att 扰动* 的新学习策略。这种策略通过对多个查询组中阳性样本的标签分配进行多样化处理,有效增加了阳例的数量,进而提高了模型的学习能力和泛化性能。 具体实现方式是在训练过程中动态调整注意力权重分布,确保更多的高质量查询可以与真实标注 (Ground Truth) 进行匹配。 --- #### 3. **共享权重解编码器分支** 除了上述改进外,RT-DETRv3 还引入了一个共享权重的解编码器分支,专门用于提供密集的正向监督信号。这一设计不仅简化了模型架构,还显著降低了参数量和推理时间,使其更适合实时应用需求。 ```python class SharedDecoderEncoder(nn.Module): def __init__(self, d_model, nhead, num_layers): super(SharedDecoderEncoder, self).__init__() decoder_layer = nn.TransformerDecoderLayer(d_model=d_model, nhead=nhead) self.decoder = nn.TransformerDecoder(decoder_layer, num_layers=num_layers) def forward(self, tgt, memory): return self.decoder(tgt=tgt, memory=memory) ``` 通过这种方式,RT-DETRv3 实现了高效的目标检测流程,在保持高精度的同时大幅缩短了推理延迟。 --- #### 4. **与其他模型的关系** 值得一提的是,RT-DETRv3 并未完全抛弃经典的 CNN 技术,而是将其与 Transformer 结合起来形成混合架构[^4]。例如,它采用了 YOLO 系列中的 RepNCSP 模块替代冗余的多尺度自注意力层,从而减少了不必要的计算负担。 此外,RT-DETRv3 还借鉴了 DETR 的一对一匹配策略,并在此基础上进行了优化,进一步提升了小目标检测的能力。 --- ### 总结 综上所述,RT-DETRv3 的网络结构主要包括以下几个关键组件:基于 CNN 的辅助分支、自注意力扰动学习策略、共享权重解编码器分支以及混合编码器设计。这些技术创新共同推动了实时目标检测领域的发展,使其在复杂场景下的表现更加出色。 ---
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