根据前序遍历和中序遍历获取后序遍历

PS:这道题不是leetcode原题,但是我们可以借鉴某些题目的思路

 方法一是根据leetcode这道题的方法,构造出真正的二叉树结构,进而后序遍历即可,比较消耗空间,我们这里不表。

我把这道原题标准答案贴在这里,一会有用

class Solution:
    def buildTree(self, preorder: List[int], inorder: List[int]) -> Optional[TreeNode]:
        def make_tree(i,lo,hi):
            if lo>=hi:
                return None
            k=lo
            while k<hi:
                if inorder[k]==preorder[i]:
                    break
                k+=1
            node=TreeNode(preorder[i])
            node.left=make_tree(i+1,lo,k)
            node.right=make_tree(i+1+k-lo,k+1,hi)
            return node
        return make_tree(0,0,len(inorder))

方法二:

根据上面原题解法的思路,遍历的顺序其实是不断地切分inorder数组获得子数组范围(也就是lo--hi),最终递归地生成子树,我们需要借鉴的是找到根节点的思路,也就是用while循环遍历然后传入i+1和i+1+k-lo这两个过程,这确保了我们每次传入的都是下个递归的根。

再看遍历顺序,这是一个很典型的根--左--右顺序(根在传入的时候就确定了是下标i的preorder)。

那么我们换个思路,生成的顺序变成根-右-左,这个顺序倒过来就是左右根,也就是后序遍历的顺序。根据这个顺序,我们遍历到就将其保存到返回数组里就可以了。

def get_postorder(preorder:list,inorder:list)->list:
    '''
    :param preorder: 前序遍历
    :param inorder: 中序遍历
    :return: 二叉树的后序遍历
    '''
    ret=[]
    def search(i:int,lo:int,hi:int):
        if i>=len(preorder) or lo>=hi:
            return
        root=preorder[i]
        k=lo
        while k<hi and inorder[k]!=root:
            k+=1
        ret.append(root)
        search(i+1+(k-lo),k+1,hi)#right tree
        search(i+1,lo,k)#left tree
    search(0,0,len(inorder))
    return ret[::-1]

这里有一组数据供尝试

#preorder = [3,9,20,15,7], inorder = [9,3,15,20,7]
#return postorder= [9, 15, 7, 20, 3]
### 关于二叉树前序、中序后序遍历的题目与解法 #### 一、基本概念 二叉树的三种主要遍历方式分别是前序遍历(Pre-order Traversal)、中序遍历(In-order Traversal)以及后序遍历(Post-order Traversal)。这三种遍历的核心在于访问根节点的时间不同。 - **前序遍历**:按照“根 -> 左子树 -> 右子树”的顺序进行访问。 - **中序遍历**:按照“左子树 -> 根 -> 右子树”的顺序进行访问。 - **后序遍历**:按照“左子树 -> 右子树 -> 根”的顺序进行访问。 这些遍历可以通过递归实现,也可以通过迭代配合栈来完成[^1]。 --- #### 二、典型题目解析 ##### 题目1:已知前序遍历序遍历序列,求后序遍历序列 给定一棵二叉树的前序遍历 `preorder` 序遍历 `inorder` 序列,要求返回该二叉树的后序遍历序列。 ###### 解法: 可以利用分治的思想解决此问题。具体步骤如下: 1. 前序遍历的第一个元素即为当前子树的根节点。 2. 在中序遍历中找到该根节点的位置,则其左边部分表示左子树,右边部分表示右子树。 3. 对左右子树分别递归调用相同逻辑。 4. 将结果逆序即可得到最终的后序遍历序列。 以下是 Python 实现代码: ```python def buildTree(preorder, inorder): if not preorder or not inorder: return [] root_val = preorder[0] idx = inorder.index(root_val) left_inorder = inorder[:idx] right_inorder = inorder[idx + 1:] left_preorder = preorder[1:1+len(left_inorder)] right_preorder = preorder[1+len(left_inorder):] result = buildTree(left_preorder, left_inorder) + \ buildTree(right_preorder, right_inorder) + [root_val] return result ``` 这种方法基于递归构建子树并逐步拼接结果。 --- ##### 题目2:仅使用栈模拟二叉树的中序遍历 目标是在不使用递归的情况下,借助栈数据结构完成二叉树的中序遍历。 ###### 解法: 核心思想是先尽可能地向左深入,直到无法继续为止;随后回退至上一层级,并尝试访问右侧分支。 以下是 C++ 的实现代码: ```cpp vector<int> inorderTraversal(TreeNode* root) { vector<int> res; stack<TreeNode*> stk; while (root || !stk.empty()) { while (root) { stk.push(root); root = root->left; // 不断进入左子树 } root = stk.top(); stk.pop(); res.push_back(root->val); // 处理当前节点 root = root->right; // 转向右子树 } return res; } ``` 这段代码展示了如何通过显式的栈操作替代隐式函数调用堆栈[^3]。 --- ##### 题目3:验证某序列是否为合法的后序遍历 输入一个整数数组,判断它是否可能是某个二叉搜索树的后序遍历结果。 ###### 解法: 对于一颗 BST 来说,在后序遍历过程中最后一个数字必然是根节点。因此可以根据这一特性划分左右子树范围,并进一步校验各区间内部性质。 以下是 Java 版本解决方案: ```java public boolean verifyPostorder(int[] postorder) { return recur(postorder, 0, postorder.length - 1); } private boolean recur(int[] postorder, int i, int j){ if(i >= j) return true; int p = i; while(postorder[p] < postorder[j]) p++; int m = p; while(postorder[p] > postorder[j]) p++; return p == j && recur(postorder,i,m-1)&&recur(postorder,m,j-1); } ``` 这里采用了分而治之策略反复检验每一段区间的合法性[^4]。 --- ### 总结 以上介绍了几种常见的涉及二叉树遍历的相关算法及其应用实例。无论是采用何种形式表达——递归还是非递归版本——都需要深刻理解各自特点以便灵活运用。
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