剑指Offer-重建二叉树

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重建二叉树

题目

输入某二叉树的前序遍历和中序遍历的结果，请重建出该二叉树。
假设输入的前序遍历和中序遍历的结果中都不含重复的数字。
例如输入前序遍历序列{1,2,4,7,3,5,6,8}和中序遍历序列{4,7,2,1,5,3,8,6}，
则重建二叉树并返回。

思路

/**
* 重建二叉树
* 输入某二叉树的前序遍历和中序遍历的结果，请重建出该二叉树。假设输入的前序遍历和中序遍历的结果中都不含重复的数字。
* 例如输入前序遍历序列{1,2,4,7,3,5,6,8}和中序遍历序列{4,7,2,1,5,3,8,6}，则重建二叉树并返回。
*/
public class reConstructBinaryTree {
    public class TreeNode {
        int val;
        TreeNode left;
        TreeNode right;

        TreeNode(int x) {
            val = x;
        }
    }

    /**
     * 输入某二叉树的前序遍历和中序遍历的结果，请重建出该二节树。假设输入的前序遍历和中序遍历的结果中都不含重复的数字。
     *
     * @param pre 前序遍历
     * @param in  中序遍历
     * @return 树的根结点
     */

    public TreeNode reConstructBinaryTree(int [] pre,int [] in) {
        // 输入的合法性判断，两个数组都不能为空，并且都有数据，而且数据的数目相同
        if (pre==null||in==null||pre.length!=in.length||pre.length<1){
            return null;
        }
        return construct(pre,0,pre.length-1,in,0,in.length-1);
    }
    /**
     * 输入某二叉树的前序遍历和中序遍历的结果，请重建出该二节树。假设输入的前序遍历和中序遍历的结果中都不含重复的数字。
     *
     * @param pre 前序遍历
     * @param ps       前序遍历的开始位置
     * @param pe       前序遍历的结束位置
     * @param in  中序遍历
     * @param is       中序遍历的开始位置
     * @param ie       中序遍历的结束位置
     * @return 树的根结点
     */

    private TreeNode construct(int[] pre, int ps, int pe, int[] in, int is, int ie) {
        if (ps>pe){
            return null;
        }

        //取前序遍历的第一个数字
        int val = pre[ps];
        int index = is;
        while (index<=ie&&in[index]!=val){
            index++;
        }
        if (index>ie){
            throw  new RuntimeException("error");
        }

        TreeNode node = new TreeNode(val);
        // 递归构建当前根结点的左子树，左子树的元素个数：index-is+1个
        // 左子树对应的前序遍历的位置在[ps+1, ps+index-is]
        // 左子树对应的中序遍历的位置在[is, index-1]
        node.left = construct(pre,ps+1,ps+index-1,in,is,index-1);
        // 递归构建当前根结点的右子树，右子树的元素个数：ie-index个
        // 右子树对应的前序遍历的位置在[ps+index-is+1, pe]
        // 右子树对应的中序遍历的位置在[index+1, ie]
        node.right = construct(pre,ps+index-is+1,pe,in,index+1,ie);
        return node;
    }

    public TreeNode reConstructBinaryTree_ii(int[] pre,int startPre,int endPre,int[] in,int startIn,int endIn){
        if (startPre>endPre||startIn>endIn){
            return null;
        }

        TreeNode root = new TreeNode(pre[startPre]);

        for (int i=startIn;i<endIn;i++){
            if (in[i]==pre[startPre]){
                root.left = reConstructBinaryTree_ii(pre,startPre+1,startPre+i-startIn,in,startIn,i-1);
                root.right = reConstructBinaryTree_ii(pre,i-startIn+startPre+1,endPre,in,i+1,endIn);
                break;
            }
        }
        return root;
    }
}
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