已知二叉树的前序、中序遍历,求二叉树的后序遍历

1.二叉树的深度优先遍历

二叉树的深度优先遍历有三种形式,分别是:

前序遍历:遍历顺序为根左右;

中序遍历:遍历顺序为左根右;

后序遍历:遍历顺序为左右根。

以下面一颗二叉树为例,它的不同形式的深度优先遍历的结果为:

前序遍历:1 2 4 7 3 5 6 8

中序遍历:4 7 2 1 5 3 8 6

后序遍历:7 4 2 5 8 6 3 1

2.已知二叉树的前序、中序遍历,求二叉树的后序遍历

        当我们已知一颗二叉树的前序、中序遍历,或者是中序、后序遍历的结果时,可以重建出该二叉树,而已知前序、后序遍历则无法重建。因此,想要根据二叉树的前序、中序遍历,求得它的后序遍历,只需先将二叉树重建出来,再对其进行后序遍历即可。

        问题的关键在于如何根据二叉树的前序、中序遍历重建出二叉树。这里继续以上文的二叉树为例,它的前序遍历为:1 2 4 7 3 5 6 8、中序遍历为:4 7 2 1 5 3 8 6。注意前序遍历的顺序为根左右,因此它的第一个元素(1)即为二叉树的根结点。知道根结点后,在中序遍历的结果中找到它的位置,中序遍历的顺序为左根右,因此在它左侧的结点即为根结点的左子树,在它右侧的结点即为根结点的右子树,对于子树再进行相同的分析即可。完整过程示例如下:

1为根结点,在中序遍历中左侧节点有:4 7 2,为它的左子树、右侧结点有:5 3 8 6,为它的右子树;

对于根结点的左子树4 7 2,前序遍历顺序为2 4 7,因此它的根结点为2,左子树为4 7,无右子树;

对于左子树4 7,前序遍历顺序为4 7,因此它的根结点为4,无左子树,右子树为7;

对于右子树7,它无左右子树,是叶子结点。

对于根结点的右子树5 3 8 6,前序遍历顺序为3 5 6 8,因此它的根结点为3,左子树为5,右子树为8 6;

对于左子树5,它无左右子树,是叶子结点;

对于右子树8 6,前序遍历顺序为6 8,因此它的根结点为6,左子树为8,无右子树;

对于左子树8,它无左右子树,是叶子结点。

利用递归的思路将以上过程用代码实现,示例如下(利用ArrayList比数组更加方便):

public static TreeNode solve(ArrayList<Integer> pre, ArrayList<Integer> vin){
        if(pre.isEmpty()) return null;
        //得到根结点
        int val = pre.get(0);
        TreeNode root = new TreeNode(val);
        //寻找根结点在中序遍历中的位置
        int index = vin.indexOf(val);
        //它左侧的为左子树
        ArrayList<Integer> l_pre = new ArrayList<>(pre.subList(1,index+1));
        ArrayList<Integer> l_vin = new ArrayList<>(vin.subList(0,index));
        root.left = solve(l_pre, l_vin);
        //它右侧的为右子树
        ArrayList<Integer> r_pre = new ArrayList<>(pre.subList(index+1,pre.size()));
        ArrayList<Integer> r_vin = new ArrayList<>(vin.subList(index+1,pre.size()));
        root.right = solve(r_pre, r_vin);
        return root;
}

得到二叉树后,再对其进行后序遍历 :

public static String last_dfs(TreeNode root,StringBuilder s) {
    	if(root.left!=null)	last_dfs(root.left,s);
		if(root.right!=null) last_dfs(root.right,s);
        //最终输出时用trim()方法去除多余的空格
		return s.append(root.val+" ").toString();
}

### 如何通过前序序遍历序列构造二叉树并获得后序遍历 要解决此问题,可以通过以下方法实现: #### 构造二叉树的核心思路 从前序遍历的第一个节点可以确定根节点的位置。由于前序遍历遵循“根 -> 左子 -> 右子”的顺序[^1],因此第一个元素总是当前子的根节点。 接着,在中序遍历中找到该根节点的位置,则其左侧部分表示左子的所有节点,右侧部分表示右子的所有节点[^2]。利用这一特性,可以递归地构建整个二叉树。 #### 后续处理:获取后序遍历 一旦成功重建了二叉树,就可以按照“左子 -> 右子 -> 根”的顺序执行后序遍历来得到最终的结果[^3]。 以下是具体的Python代码实现方式: ```python # 定义节点类 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[0] root_index_inorder = inorder.index(root_val) # 创建根节点 root = TreeNode(root_val) # 递归创建左右子 root.left = buildTree(preorder[1:root_index_inorder + 1], inorder[:root_index_inorder]) root.right = buildTree(preorder[root_index_inorder + 1:], inorder[root_index_inorder + 1:]) return root def postOrderTraversal(root): result = [] stack = [(root, False)] while stack: node, visited = stack.pop() if node is None: continue if visited: result.append(node.val) else: stack.append((node, True)) stack.append((node.right, False)) stack.append((node.left, False)) return result preorder_example = [3,9,20,15,7] inorder_example = [9,3,15,20,7] tree_root = buildTree(preorder_example, inorder_example) post_order_result = postOrderTraversal(tree_root) print(post_order_result) # 输出应为 [9, 15, 7, 20, 3] ``` 上述程序首定义了一个`TreeNode`类用于存储结构中的每一个结点数据;随后提供了两个主要函数——一个是基于输入参数建立完整的二叉树(`buildTree`),另一个则是对该建成后的实施后续遍历操作(`postOrderTraversal`)。 ### 注意事项 - 输入列表长度需一致且至少有一个元素存在。 - 所有数值均不重复以便于定位唯一对应关系。
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