原题
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 <= 30
  • 1 <= preorder[i] <= preorder.length
  • preorder 中所有值都 不同
  • postorder.length == preorder.length
  • 1 <= postorder[i] <= postorder.length
  • postorder 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

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解题主线

  1. 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。
  2. 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

JAVA
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