劍指offer—面試題7:重建該二叉樹

輸入某二叉樹的前序遍歷和中序遍歷的結果勋又,請重建該二叉樹。假設輸入的前序遍歷和中序遍歷的結果中都不含重復的數(shù)字。
例如廊鸥,
給出前序遍歷 preorder = [3,9,20,15,7]
中序遍歷 inorder = [9,3,15,20,7]

返回如下的二叉樹:

    3
   / \
  9  20
    /  \
   15   7

給出的數(shù)結點結構如下:

public class TreeNode {
    public var val: Int
    public var left: TreeNode?
    public var right: TreeNode?
    public init(_ val: Int) {
        self.val = val
        self.left = nil
        self.right = nil
    }
}

根據(jù)樹的遍歷特性壁酬,前序遍歷每次都會訪問根節(jié)點然后訪問左子樹的結點次酌、右子樹幾點。中序遍歷則會先遍歷左子樹節(jié)點舆乔、根節(jié)點岳服、右子樹節(jié)點。所以前序遍歷的結果的第一個數(shù)字就是數(shù)的根節(jié)點希俩。在中序遍歷結果中根節(jié)點的左側數(shù)據(jù)屬于左子樹吊宋、右側數(shù)據(jù)屬于右子樹。

image.png

通過以上三步颜武,可確定三個結點璃搜,第一步確定樹的根節(jié)點拖吼,第二步劃分左右子樹的節(jié)點個數(shù)。第三步確定左右子樹的根節(jié)點(如果左子樹節(jié)點個數(shù)大于0这吻,則前序遍歷中左子樹的根節(jié)點緊跟樹的根節(jié)點吊档。右子樹的根節(jié)點在前序遍歷結果中右子樹的根節(jié)點位域左子樹個數(shù)+1)。接下來我們就可以用遞歸的方式完成重建唾糯。

暴力算法

 func buildTree(_ preorder: [Int], _ inorder: [Int]) -> TreeNode? {
        if preorder.count == 0 {
            return nil
        }
        let headValue = preorder.first!
        let headNode: TreeNode? = TreeNode(headValue)
        
        for (index,value) in inorder.enumerated() {
            if value == headValue  {
                headNode?.left = buildTree(Array(preorder[1..<index+1]),Array(inorder[0..<index]))
                headNode?.right = buildTree(Array(preorder[index+1..<preorder.endIndex]),Array(inorder[index+1..<inorder.endIndex]))
            }
        }
        return headNode
    }

遞歸的另一種解法

   var inIndex = 0
    var preIndex = 0
    
    func buildTree(_ preorder: [Int], _ inorder: [Int]) -> TreeNode? {
        if preorder.count == 0 || inorder.count == 0 {
            return nil
        }
        return build(preorder, inorder,Int.max)
    }
        
    func build(_ preorder: [Int], _ inorder: [Int],_ stop: Int) -> TreeNode? {
        if preIndex >= preorder.count {
            return nil
        }
        if inorder[inIndex] == stop {
            inIndex += 1
            return nil
        }
        
        let node = TreeNode(preorder[preIndex])
        preIndex += 1
        node.left = build(preorder, inorder, node.val)
        node.right = build(preorder, inorder, stop)
        return node
    }
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