树与图中等1 种解法
#105从前序与中序遍历序列构造二叉树
根据无重复值二叉树的前序和中序遍历恢复原树。
#二叉树#分治#哈希表
原题
给定两个整数数组 preorder 和 inorder ,其中 preorder 是二叉树的先序遍历, inorder 是同一棵树的中序遍历,请构造二叉树并返回其根节点。
示例 1:
输入: preorder = [3,9,20,15,7], inorder = [9,3,15,20,7] 输出: [3,9,20,null,null,15,7]
示例 2:
输入: preorder = [-1], inorder = [-1] 输出: [-1]
提示:
1 <= preorder.length <= 3000inorder.length == preorder.length-3000 <= preorder[i], inorder[i] <= 3000preorder和inorder均 无重复 元素inorder均出现在preorderpreorder保证 为二叉树的前序遍历序列inorder保证 为二叉树的中序遍历序列
解题主线
- 前序区间首元素是根,中序根位置决定左右子树大小。
- 预建中序索引表可避免每层线性查找。
解法 1:哈希索引与分治
使用中序值到下标的映射,在 O(1) 时间切分左右子树。
-
时间复杂度: O(n)
-
空间复杂度: O(n),索引表与递归栈
import java.util.*;
class TreeNode {
int val;
TreeNode left;
TreeNode right;
TreeNode(int val) {
this.val = val;
}
}
class Solution {
public TreeNode buildTree(int[] preorder, int[] inorder) {
if (preorder.length != inorder.length) {
throw new IllegalArgumentException("Traversal lengths differ");
}
Map<Integer, Integer> index = new HashMap<>();
for (int i = 0; i < inorder.length; i++) index.put(inorder[i], i);
return build(preorder, 0, 0, inorder.length - 1, index);
}
private TreeNode build(int[] preorder, int preStart, int inLeft,
int inRight, Map<Integer, Integer> index) {
// 中序区间为空时,对应子树为空;preStart 无需继续读取。
if (inLeft > inRight) return null;
// 前序区间首元素是当前根,中序位置决定左子树节点数。
int rootValue = preorder[preStart];
int pivot = index.get(rootValue);
int leftSize = pivot - inLeft;
TreeNode root = new TreeNode(rootValue);
root.left = build(preorder, preStart + 1, inLeft, pivot - 1, index);
// 右子树前序起点需跳过根与完整左子树。
root.right = build(preorder, preStart + leftSize + 1,
pivot + 1, inRight, index);
return root;
}
}边界与易错点
- 左右区间长度换算容易出现一位偏差。
- 两个来源文件的同质递归实现应合并而不是重复计数。
整理来源
由旧仓库源码复核、去重并整理;展示代码已按 Java 21 语义修正明显问题。
leetcode/src/main/java/tree/Q105_106_889_buildTree.javaleetcode/src/main/java/tree/Q105_tree_pre_in_buildTree.java