73前序遍历和中序遍历树构造二叉树

本文介绍如何使用前序遍历和中序遍历构造二叉树的方法,通过递归找到根节点并划分左右子树,提供了两种实现代码。

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根据前序遍历和中序遍历树构造二叉树.

给出中序遍历:[1,2,3]和前序遍历:[2,1,3]. 返回如下的树:

  2
 / \
1   3
解题思路:1.先序遍历的第一个节点为根节点。2.在中序遍历中定位到根节点的位置,左半部分即为左子树,右半部分即为右子树。3.利用递归思想重构二叉树。
已AC的两种代码:
/**
 * Definition of TreeNode:
 * class TreeNode {
 * public:
 *     int val;
 *     TreeNode *left, *right;
 *     TreeNode(int val) {
 *         this->val = val;
 *         this->left = this->right = NULL;
 *     }
 * }
 */
 

class Solution {
    /**
     *@param preorder : A list of integers that preorder traversal of a tree
     *@param inorder : A list of integers that inorder traversal of a tree
     *@return : Root of a tree
     */
public:
    TreeNode *buildTree(vector<int> &preorder, vector<int> &inorder) {
       if(preorder.size()==0||inorder.size()==0)
        {
        	return NULL;
    	}
   		TreeNode*sroot=new TreeNode(preorder[0]);
   		sroot->left=NULL;
        sroot->right=NULL;
        int pos=-1;
        vector<int>preleft;
        vector<int>preright;
        vector<int>inleft;
        vector<int>inright;
        int sl=0;
        int sr=0;
   		for(int i=0;i<inorder.size();i++)
            {
            if(inorder[i]==preorder[0])
                {
                pos=i;
                break;
            	}
        	}
        for(int i=0;i<inorder.size();i++)
            {
            if(i<pos)
                {
                inleft.push_back(inorder[i]);
                sl++;
            	}
            if(i>pos)
                {
                inright.push_back(inorder[i]);
                sr++;
            	}
        	}
        for(int i=1;i<preorder.size();i++)
            {
            if(sl)
                {
                preleft.push_back(preorder[i]);
                --sl;
                continue;
            	}
            if(sr)
                {
                preright.push_back(preorder[i]);
                --sr;
            	}
        }
        sroot->left=buildTree(preleft,inleft);
        sroot->right=buildTree(preright,inright);
        return sroot; // write your code here
    }
};

/**
 * Definition of TreeNode:
 * class TreeNode {
 * public:
 *     int val;
 *     TreeNode *left, *right;
 *     TreeNode(int val) {
 *         this->val = val;
 *         this->left = this->right = NULL;
 *     }
 * }
 */


class Solution {
    /**
     *@param preorder : A list of integers that preorder traversal of a tree
     *@param inorder : A list of integers that inorder traversal of a tree
     *@return : Root of a tree
     */
public:
    TreeNode *buildTree(vector<int> &preorder, vector<int> &inorder) {
       if(preorder.size()==0||inorder.size()==0)
        {
        	return NULL;
    	}
   		TreeNode*sroot=new TreeNode(preorder[0]);
   		sroot->left=NULL;
        sroot->right=NULL;
        vector<int>preleft;
        vector<int>preright;
        vector<int>inleft;
        vector<int>inright;
        int pos=find(inorder.begin(),inorder.end(),preorder[0])-inorder.begin();
        inleft.assign(inorder.begin(),inorder.begin()+pos);
        inright.assign(inorder.begin()+pos+1,inorder.end());
        preleft.assign(preorder.begin()+1,preorder.begin()+pos+1);
        preright.assign(preorder.begin()+pos+1,preorder.end());
        sroot->left=buildTree(preleft,inleft);
        sroot->right=buildTree(preright,inright);
        return sroot; // write your code here
    }
};




### 使用前序遍历序遍历重建二叉树 在处理二叉树的重构问题时,利用前序遍历序遍历可以有效地恢复原始结构。前序遍历提供了一个访问节点的方式,即访问根节点再依次访问左子树右子树;而中序遍历则是按照左子树、根节点再到右子树这样的顺进行访问。 #### 方法概述 为了从这两种遍历结果中重新创建二叉树,关键是理解前序遍历的第一个元素总是当前子树的根节点[^1]。一旦知道了根节点,则可以在中序遍历列表里定位到该根的位置,从而区分出哪些部分属于左子树以及哪些部分构成右子树[^3]。 具体来说: - **确定根节点**:从前序遍历列取第一个值作为当前层次上的根节点。 - **分割左右子树**:依据此根节点,在中序遍历列查找对应位置,以此为界线左侧的部分代表左子树的所有成员,右侧则表示右子树的内容。 - **递归构建子树**:针对分离出来的每一段新的前序与中组合再次执行相同的操作直到不能再分为止。 下面是一个具体的例子来展示这一过程是如何工作的[^4]。 假设给定的前序遍历(preorder)为 `[3, 9, 20, 15, 7]` ,对应的中序遍历(inorder)为 `[9, 3, 15, 20, 7]` 。根据上述方法可知: - `preorder[0]=3` 是整个树的根; - 查找 `3` 在 `inorder` 中的位置得知它的左边只有 `9` 属于左子树,右边有三个数 `[15, 20, 7]` 组成右子树; - 接下来继续分析各分支... 最终得到如下图所示的二叉树结构: ``` 3 / \ 9 20 / \ 15 7 ``` #### Python 实现代码 下面是基于以上逻辑编写的Python函数用于根据前序序遍历来重建二叉树: ```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.pop(0) root = TreeNode(root_val) index_of_root_in_inorder = inorder.index(root_val) root.left = buildTree(preorder[:index_of_root_in_inorder], inorder[:index_of_root_in_inorder]) root.right = buildTree(preorder[index_of_root_in_inorder:], inorder[index_of_root_in_inorder + 1:]) return root ``` 注意这里简化了实际操作中的细节以便更清晰地表达核心概念。实际上应该考虑边界条件等问题以确保程健壮性。
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