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1028. 从先序遍历还原二叉树（三种方法：栈+递归+集合）

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一、栈+ while迭代

1.思路

1.遍历整个字符串，从0开始，根节点在第0层
2.用level记录层数，每遇到一个-字符，当前层数+1
3.用val记录要插入的结点的值，遍历取到的数字，通过字符运算得到值。
4.找到当前要插入结点的父结点，栈的大小要小于当前层数
5.如果节点只有一个子节点，那么保证该子节点为左子节点。
6.将创建的新结点入栈
7.除了根节点，其他子节点全部出栈，返回根节点

2.代码

    public TreeNode recoverFromPreorder(String traversal) {
        Stack<TreeNode> stack = new Stack<>();
        //用栈来存储结点
        for (int i = 0; i < traversal.length(); ) {
            //遍历整个字符串，从0开始，根节点在第0层
            int level = 0;
            //记录当前层数
            while (traversal.charAt(i) == '-') {
                //每遍历到一个-，层数累加
                level++;
                i++;
            }
            int val = 0;//查看当前要插入结点的数字
            while (i < traversal.length() && traversal.charAt(i) != '-') {
                //当前的字符是数字，并且未超过字符串
                val = val * 10 + (traversal.charAt(i) - '0');
                //根据字符的相加，遍历字符串找数字时 只能一个数字一个数字的转，
                // 但是字符串中连续的数字是一个多位数，需要前面的数字*10变高位，再加上后面的数，
                // 成为一个数，作为新结点的值
                i++;
            }
            while (stack.size() > level) {
                stack.pop();
                //找到当前要插入结点的父结点
            }
            TreeNode node = new TreeNode(val);//创建新结点
            if (!stack.isEmpty()) {
                //如果节点只有一个子节点，那么保证该子节点为左子节点。
                if (stack.peek().left == null) {
                    stack.peek().left = node;
                } else {
                    stack.peek().right = node;
                }
            }
            stack.add(node);//入栈
        }
        while (stack.size() > 1) {
            stack.pop();
            //要返回根节点，出到栈只有一个结点
        }
        return stack.pop();

    }

二、递归法

1.思路

1.利用helper函数，根据字符和对应深度创建结点，还原二叉树
2.每遇到-字符，层数加一
3.如果遍历的深度和获取到的深度不一致，返回空
4.当深度等于层数时，下一个结点的位置从index + level开始
5.通过字符运算获取数字，同时创建结点
6.根节点的左树调用helper函数递归，如果左子节点是空，那么右子节点肯定也是空的
7.如果根节点的左树不为空，要想添加结点，递归右树。
8.最终返回根节点

2.代码

    //102. 二叉树的层序遍历---递归写法
    int index = 0;
    //index记录遍历到字符串的哪个位置
    public TreeNode recoverFromPreorder3(String traversal) {
        return helper(traversal,0);
    }
    public TreeNode helper(String s, int depth) {
        //helper函数用来创建二叉树
        int level = 0;
        //记录层数
        while (index + level < s.length() && s.charAt(index + level) == '-') {
            level++;
        }
        //如果遍历的深度和获取到的深度不一致，返回空
        if (level != depth){
            return null;
        }
        int next = index + level;

        //获取数字
        while (next < s.length() && s.charAt(next) != '-')
            next++;
        int val = Integer.parseInt(s.substring(index + level, next));

        index = next;
        //创建结点
        TreeNode root = new TreeNode(val);
        root.left = helper(s, depth + 1);
        if (root.left == null) {//如果左子节点是空，那么右子节点肯定也是空的
            root.right = null;
        } else {
            root.right = helper(s, depth + 1);
        }
        return root;
    }

三、集合存储

1.思路

1.使用正则匹配把字符串S拆成不同的数字存进数组中，用集合list来存储结点
2.将根节点添加到list中，层数从1开始，不包括根节点
3.数组存储的位置不为空时，根据转换的值创建结点
4.将结点加入到集合中
5.获取父结点，插入结点，并从新设置层数，果满了，层数加一
6.最终返回根节点

2.代码

    //102. 二叉树的层序遍历--正则匹配
    public TreeNode recoverFromPreorder2(String traversal) {
        String[] valus = traversal.split("-");
        //使用正则匹配把字符串S拆成不同的数字，用集合list来存储结点
        List<TreeNode> list = new ArrayList<>();

        list.add(new TreeNode(Integer.valueOf(valus[0])));//根节点
        //根节点添加到list中
        int level = 1;//层数层1开始，不包括根节点
        for (int i = 1; i < valus.length; i++) {
            if (!valus[i].isEmpty()) {
                //数组存储的位置不为空
                TreeNode node = new TreeNode(Integer.valueOf(valus[i]));
                //根据转化的值，创建结点
                //因为是前序遍历，每层我们只需要存储一个结点即可，这个节点值有可能
                //会被覆盖，如果被覆盖了说明这个节点以及他的子节点都以及遍历过了，
                //所以不用考虑被覆盖问题
                list.add(level, node);
                //将结点加入到集合中
                TreeNode parent = list.get(level - 1);
                //获取父结点，插入结点，并从新设置层数
                if (parent.left == null) {
                    parent.left = node;
                } else {
                    parent.right = node;
                }
                level = 1;
            } else {
                level++;
                //如果满了，层数加一
            }
        }
        return list.get(0);
    }

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