确定后序遍历二叉树是否构成二叉排序树

本文介绍了一种验证给定数组是否为二叉排序树后序遍历的方法。通过递归和缓存优化,实现了一个高效算法,并提供了一个完整的C语言实现示例。
 
#include <stdio.h>
#include 
<stdlib.h>
#include 
<memory.h>

#define MAX 100

int cache[MAX][MAX][MAX];

int splits[MAX][MAX];

bool ok (int a[], int start, int split, int end);


bool verify (int a[], int start, int end)
{
 
if (start == end || end == start + 1)
 
{
  
return true;
 }


 
for (int split = start; split < end; split++)
 
{
  
if (ok (a, start, split, end))
  
{
   splits[start][end] 
= split;
   
return true;
  }

 }


 
return false;
}


int Max (int a[], int start, int end)
{
 
int max = a[start];

 
for (int i = start + 1; i <= end; i++)
 
{
  
if (max < a[i])
  
{
   max 
= a[i];
  }

 }


 
return max;
}


int Min (int a[], int start, int end)
{
 
int min = a[start];

 
for (int i = start + 1; i <= end; i++)
 
{
  
if (min > a[i])
  
{
   min 
= a[i];
  }

 }


 
return min;
}



bool ok (int a[], int start, int split, int end)
{
 
if (cache[start][split][end] == 1)
 
{
  
return true;
 }


 
if (cache[start][split][end] == 0)
 
{
  
return false;
 }


 
if (start <= split - 1)
 
{
  
if (Max (a, start, split - 1> a[end])
  
{
   cache[start][split][end] 
= 0;
   
return false;
  }

 }


 
if (split + 1 <= end - 1)
 
{
  
if (Min (a, split + 1, end - 1< a[end])
  
{
   cache[start][split][end] 
= 0;
   
return false;
  }

 }


 
if (verify (a, start, split) && verify (a, split + 1, end - 1))
 
{
  cache[start][split][end] 
= 1;
  
return true;
 }


 cache[start][split][end] 
= 0;
 
return false;
}


void print (int a[], int start, int end)
{
 
if (start == end)
 
{
  printf (
"%d ", a[start]);
  
return;
 }


 
if (start < end)
 
{
  
int split = splits[start][end];
  print(a, start, split);
  printf (
"%d ", a[end]);
  print(a, split 
+ 1, end - 1);
  
 }

}


bool verifySequence (int a[], int length)
{
 memset (cache, 
-1sizeof (cache));

 
bool ret = verify (a, 0, length - 1);

 
if (ret)
 
{
  print (a, 
0, length - 1);
 }


 
return ret;
}




void main ()
{
 
int a[] = {247985};
 
bool ret = verifySequence (a, sizeof (a)/sizeof (a[0]));
 printf (
"%d", ret);

}
 
二叉排序树(Binary Search Tree, BST)是一种基于二叉树的数据结构,其中每个节点的左子树包含的值均小于该节点的值,而右子树包含的值均大于该节点的值。已知后序遍历序列构造二叉排序树时,可以利用以下特性: - 后序遍历的顺序为:左子树 → 右子树 → 根节点。 - 二叉排序树中根节点的值大于左子树中的所有节点值,且小于右子树中的所有节点值。 因此,后序遍历序列的最后一个元素总是整个树或子树的根节点。通过递归划分左右子树并依次插入节点即可重建原始的二叉排序树。 ### 构建步骤 1. **确定根节点** 后序遍历序列 `ACDBFIJHGE` 的最后一个字符 `E` 是整棵树的根节点[^5]。 2. **划分左右子树** 在二叉排序树中,所有小于根节点 `E` 的值构成左子树,其余构成右子树: - 左子树部分:`A`, `C`, `D`, `B` - 右子树部分:`F`, `I`, `J`, `H`, `G` 3. **递归构建子树** 对于左子树部分 `ACDB`,重复上述过程,以 `B` 作为左子树的根节点;对于右子树部分 `FIJHG`,以 `G` 作为右子树的根节点,依此类推,最终构建完整的二叉排序树。 ### 示例代码 ```python class TreeNode: def __init__(self, val): self.val = val self.left = None self.right = None def construct_bst(post_order): if not post_order: return None root_val = post_order[-1] root = TreeNode(root_val) # 划分左右子树 left_post = [x for x in post_order if x < root_val] right_post = [x for x in post_order[:-1] if x > root_val] # 递归构建左右子树 root.left = construct_bst(left_post) root.right = construct_bst(right_post) return root def inorder_traversal(root): result = [] def dfs(node): if not node: return dfs(node.left) result.append(node.val) dfs(node.right) dfs(root) return result # 输入后序遍历序列 post_order_sequence = ['A', 'C', 'D', 'B', 'F', 'I', 'J', 'H', 'G', 'E'] bst_root = construct_bst(post_order_sequence) # 输中序遍历结果 print("中序遍历结果:", inorder_traversal(bst_root)) ``` ### 中序遍历结果 根据构建的二叉排序树进行中序遍历,输的结果为:`['A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G', 'H', 'I', 'J']`[^5]。 ###
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