105. 从前序与中序遍历序列构造二叉树

给定两个整数数组 preorder 和 inorder ，其中 preorder 是二叉树的先序遍历， inorder 是同一棵树的中序遍历，请构造二叉树并返回其根节点。

 

示例 1:

输入: preorder = [3,9,20,15,7], inorder = [9,3,15,20,7]
输出: [3,9,20,null,null,15,7]
示例 2:

输入: preorder = [-1], inorder = [-1]
输出: [-1]
 

提示:

1 <= preorder.length <= 3000
inorder.length == preorder.length
-3000 <= preorder[i], inorder[i] <= 3000
preorder 和 inorder 均 无重复 元素
inorder 均出现在 preorder
preorder 保证 为二叉树的前序遍历序列
inorder 保证 为二叉树的中序遍历序列

解题思路

1. 用哈希表记录先序数组的元素在中序数组的位置，这样只需要一次遍历中序数组把元素对应的索引存放在哈希表中，下次都无需重复遍历中序数组
2. 注意要设置先序数组的左右边界值和中序数组的左右边界值，用来算出下一轮左子树的总结点个数和右子树的总结点个数，然后根据左右子树的个数计算出下一轮先序数组中左右子树边界
3. 注意越界的情况

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 {
     static Map<Integer,Integer>map=new HashMap<>();
   public TreeNode buildTree(int[] preorder, int[] inorder) {
        for (int i=0;i<preorder.length;i++) {
            map.put(inorder[i], i);
        }
        return btree(preorder,inorder,0,preorder.length-1,0,preorder.length-1);
    }
    static public TreeNode btree(int[] preorder,int[] inorder,int pleft,int pright,int ileft,int iright){
        if(pleft>pright)
            return null;
        if(pleft==pright)
            return new TreeNode(preorder[pleft]);
        TreeNode head=null;
        Integer index = map.get(preorder[pleft]);
        int leftSize=index-ileft
        ,rightSize=iright-index;
        head=new TreeNode(preorder[pleft]);
        head.left=btree(preorder, inorder,pleft+1,pleft+leftSize,ileft,index-1);
        head.right=btree(preorder, inorder,pleft+leftSize+1,pright,index+1,iright);
        return head;
    }
}