这道题看完题想了几分钟就想到大概的思路了,但是在写的时候有很多细节没注意出了很多问题,然后写了1个多小时,其实这道题挺简单的。
首先,最基本的知识,先序遍历是根左右,中序遍历是左根右,那么我们一眼可以知道:根节点是先序遍历的第一个节点,然后又可以在中序遍历中找到这个根节点(树中每个val都不相等),中序遍历中根节点的左变是左子树,根节点的右遍是右子树。
那么这个题目应该怎么解呢?首先,对于树的题目要么递归要么用队列或栈,我选择用递归。根据上面发现的几个点,我想到了递归函数:
public TreeNode dfs(int[] preorder, int[] inorder)
通过这两个遍历序列我们可以创建出根节点,然后我们在从preorder和inorder中找出来左子树的leftPreorder和leftInorder以及右子树的rightPreorder和rightInorder,然后利用递归
root.left=dfs(leftPreorder, leftInorder);
root.right = dfs(rightPreorder, rightInorder);
大体上的思路就是这样,那么我们如何找出左右子树的前序和中序的遍历序列呢?
首先中序遍历是非常简单的,中序遍历是左根右的顺序,它对于每颗树都是根左右的顺序,所以‘左’就是左子树的中序遍历结果,所以我们在inorder中根节点左边就是leftInorder,根节点右边就是rightInorder。
前序遍历也不难,前序遍历是根左右,preorder第0个数是根节点,后面是左和右,而我们在中序遍历中已经知道了左子树的长度leftLength和右子树的长度rightLength,所有从第1个数往后数leftLength就是左子树的前序遍历leftPreorder,剩下的就是右子树的前序遍历rightPreorder。
然后需要注意的就是,递归的结束,如果左子树的长度小于0就不用递归的创建左子树了,右子树同理,最后返回root。以下是我的代码:
class Solution {
public TreeNode buildTree(int[] preorder, int[] inorder) {
if(preorder.length == 0){
return null;
}else{
return dfs(preorder, inorder);
}
}
public TreeNode dfs(int[] preorder, int[] inorder){
TreeNode root = new TreeNode(preorder[0]);
int leftInorderIndex = 0;
int rightInorderIndex = 0;
int leftPreorderIndex = 0;
int rightPreorderIndex = 0;
//在中序遍历中找到根节点
for(int i=0;i<inorder.length;i++){
if(inorder[i] == root.val){
leftInorderIndex = i-1;
rightInorderIndex = i+1;
break;
}
}
//找到左子树长度和右子树长度
int leftLength = leftInorderIndex+1;
int rightLength = inorder.length - rightInorderIndex;
if(leftLength > 0){
//创建leftInorder
int[] leftInorder = new int[leftLength];
for(int i=0;i<leftInorder.length;i++){
leftInorder[i] = inorder[i];
}
//创建leftPreorder
int[] leftPreorder = new int[leftLength];
int index =1;
for(int i=0;i<leftPreorder.length;i++){
leftPreorder[i] = preorder[index];
index++;
}
//递归出根节点的左子树
root.left = dfs(leftPreorder, leftInorder);
}
if(rightLength > 0){
//创建出rightInorder
rightPreorderIndex = leftLength+1;
int[] rightInorder = new int[rightLength];
int index0= rightInorderIndex;
for(int i=0;i<rightInorder.length;i++){
rightInorder[i] = inorder[index0];
index0++;
}
//创建出rightPreorder
int[] rightPreorder = new int[rightLength];
int index1 = rightPreorderIndex;
for(int i=0;i<rightPreorder.length;i++){
rightPreorder[i] = preorder[index1];
index1++;
}
//递归出根节点的右子树
root.right = dfs(rightPreorder, rightInorder);
}
return root;
}
}
看看官方题解做法:
题解的方法一用的也是递归,但是他用了一个HashMap来快速定位根节点,还有就是他没有去创建左右子树的前中遍历序列数组,他直接传前序,中序遍历在inorder中的起始下标和终止下标,因为他们在数组中是连续的,这样全局只需要用这个最大的inorder和preorder就可以,不用花费时间和空间去创建数组,以下是题解方法一代码:
class Solution {
private Map<Integer, Integer> indexMap;
public TreeNode myBuildTree(int[] preorder, int[] inorder, int preorder_left, int preorder_right, int inorder_left, int inorder_right) {
if (preorder_left > preorder_right) {
return null;
}
// 前序遍历中的第一个节点就是根节点
int preorder_root = preorder_left;
// 在中序遍历中定位根节点
int inorder_root = indexMap.get(preorder[preorder_root]);
// 先把根节点建立出来
TreeNode root = new TreeNode(preorder[preorder_root]);
// 得到左子树中的节点数目
int size_left_subtree = inorder_root - inorder_left;
// 递归地构造左子树,并连接到根节点
// 先序遍历中「从 左边界+1 开始的 size_left_subtree」个元素就对应了中序遍历中「从 左边界 开始到 根节点定位-1」的元素
root.left = myBuildTree(preorder, inorder, preorder_left + 1, preorder_left + size_left_subtree, inorder_left, inorder_root - 1);
// 递归地构造右子树,并连接到根节点
// 先序遍历中「从 左边界+1+左子树节点数目 开始到 右边界」的元素就对应了中序遍历中「从 根节点定位+1 到 右边界」的元素
root.right = myBuildTree(preorder, inorder, preorder_left + size_left_subtree + 1, preorder_right, inorder_root + 1, inorder_right);
return root;
}
public TreeNode buildTree(int[] preorder, int[] inorder) {
int n = preorder.length;
// 构造哈希映射,帮助我们快速定位根节点
indexMap = new HashMap<Integer, Integer>();
for (int i = 0; i < n; i++) {
indexMap.put(inorder[i], i);
}
return myBuildTree(preorder, inorder, 0, n - 1, 0, n - 1);
}
}
题解的第二种方法是迭代,
class Solution {
public TreeNode buildTree(int[] preorder, int[] inorder) {
if (preorder == null || preorder.length == 0) {
return null;
}
TreeNode root = new TreeNode(preorder[0]);
Deque<TreeNode> stack = new LinkedList<TreeNode>();
stack.push(root);
int inorderIndex = 0;
for (int i = 1; i < preorder.length; i++) {
int preorderVal = preorder[i];
TreeNode node = stack.peek();
if (node.val != inorder[inorderIndex]) {
node.left = new TreeNode(preorderVal);
stack.push(node.left);
} else {
while (!stack.isEmpty() && stack.peek().val == inorder[inorderIndex]) {
node = stack.pop();
inorderIndex++;
}
node.right = new TreeNode(preorderVal);
stack.push(node.right);
}
}
return root;
}
}