树与图中等1 种解法
#889根据前序和后序遍历构造二叉树
根据前序和后序遍历构造任意一棵符合条件的二叉树。
#二叉树#分治#哈希表
原题
给定两个整数数组,preorder 和 postorder ,其中 preorder 是一个具有 无重复 值的二叉树的前序遍历,postorder 是同一棵树的后序遍历,重构并返回二叉树。
如果存在多个答案,您可以返回其中 任何 一个。
示例 1:
输入:preorder = [1,2,4,5,3,6,7], postorder = [4,5,2,6,7,3,1] 输出:[1,2,3,4,5,6,7]
示例 2:
输入: preorder = [1], postorder = [1] 输出: [1]
提示:
1 <= preorder.length <= 301 <= preorder[i] <= preorder.lengthpreorder中所有值都 不同postorder.length == preorder.length1 <= postorder[i] <= postorder.lengthpostorder中所有值都 不同- 保证
preorder和postorder是同一棵二叉树的前序遍历和后序遍历
解题主线
- 前序第二个值可视作左子树根,在后序中的位置决定左子树大小。
- 只有一个孩子时遍历序列无法唯一确定左右方向,返回任意有效树即可。
解法 1:后序索引与分治
预建后序索引表,依据左子树根位置同步切分前序和后序区间。
-
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 constructFromPrePost(int[] preorder, int[] postorder) {
if (preorder.length != postorder.length) {
throw new IllegalArgumentException("Traversal lengths differ");
}
Map<Integer, Integer> postIndex = new HashMap<>();
// 值唯一时,索引表可在 O(1) 时间定位左子树根。
for (int i = 0; i < postorder.length; i++) postIndex.put(postorder[i], i);
return build(preorder, 0, preorder.length - 1,
postorder, 0, postorder.length - 1, postIndex);
}
private TreeNode build(int[] preorder, int preLeft, int preRight,
int[] postorder, int postLeft, int postRight,
Map<Integer, Integer> postIndex) {
// 前序区间为空时,对应子树为空。
if (preLeft > preRight) return null;
TreeNode root = new TreeNode(preorder[preLeft]);
// 单节点区间没有子树,也不能再访问 preLeft + 1。
if (preLeft == preRight) return root;
int leftRootIndex = postIndex.get(preorder[preLeft + 1]);
int leftSize = leftRootIndex - postLeft + 1;
// 左子树根在前序紧随根节点,其后序位置确定左右区间的同步切分点。
root.left = build(preorder, preLeft + 1, preLeft + leftSize,
postorder, postLeft, leftRootIndex, postIndex);
root.right = build(preorder, preLeft + leftSize + 1, preRight,
postorder, leftRootIndex + 1, postRight - 1, postIndex);
return root;
}
}边界与易错点
- 单节点区间必须立即返回,否则会访问 preStart + 1 越界。
- 后序根位于区间末端,右子树区间应排除它。
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.java