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[Leetcode]105. Construct Binary Tree from Preorder and Inorder Traversal (C++)

题目描述

题目链接:105. Construct Binary Tree from Preorder and Inorder Traversal

Given preorder and inorder traversal of a tree, construct the binary tree.

例子

见题目描述

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Note

You may assume that duplicates do not exist in the tree.

解题思路

这道题首先要清楚 inorder 和 preorder 两种遍历方式的特点,如下:

  • inorder:根节点 ——> 左子树 ——> 右子树,所以给定一个二叉树的 inorder 顺序遍历结果,可以知道第一个节点是根节点
  • preorder:左子树 ——> 根节点 ——> 右子树,所以给定一个二叉树的 preorder 顺序便利结果,假如可以知道根节点的位置,那么根节点左侧节点全为左子树,根节点右侧节点全为右子树

不难发现,inorder 遍历很容易可以找到根节点,但左右子树不好区分;而 preorder 有办法区分左右子树,但需要知道根节点的位置。因此结合一下,我们可以用哈希表先存储 preorder 中所有值的位置,再通过 inorder 中第一个元素找到根节点值,然后就可以在 preorder 中找到根节点位置,从而区分左右子树各自的区间长度,在知道区间长度之后我们可以 inorder 中按长度划分左右子树,接下来只需要对左右子树重复递归操作即可,代码如下:

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/**
* Definition for a binary tree node.
* struct TreeNode {
* int val;
* TreeNode *left;
* TreeNode *right;
* TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
* TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
* TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
* };
*/
#include <unordered_map>
#include <vector>

class Solution {
public:
TreeNode* buildTree(std::vector<int>& preorder, std::vector<int>& inorder) {
std::unordered_map<int, int> inorder_map;
for (size_t i = 0; i < inorder.size(); ++i) {
inorder_map[inorder[i]] = i;
}
return buildTree(preorder, inorder, 0, preorder.size() - 1, 0,
inorder.size() - 1, inorder_map);
}

private:
TreeNode* buildTree(const std::vector<int>& preorder,
const std::vector<int>& inorder, int preorder_begin,
int preorder_end, int inorder_begin, int inorder_end,
std::unordered_map<int, int>& inorder_map) {
if (preorder_end < preorder_begin || inorder_end < inorder_begin)
return nullptr;
TreeNode* root = new TreeNode(preorder[preorder_begin]);
int root_idx = inorder_map[root->val];
int left_len = root_idx - inorder_begin;
int right_len = inorder_end - root_idx;
root->left = buildTree(preorder, inorder, preorder_begin + 1,
preorder_begin + left_len, inorder_begin,
root_idx - 1, inorder_map);
root->right =
buildTree(preorder, inorder, preorder_begin + left_len + 1,
preorder_end, root_idx + 1, inorder_end, inorder_map);

return root;
}
};
  • 时间复杂度: O(n)
  • 空间复杂度: O(n)

GitHub 代码同步地址: 105.ConstructBinaryTreeFromPreorderAndInorderTraversal.cpp

其他题目:
GitHub: Leetcode-C++-Solution
博客: Leetcode-Solutions