根据前序和中序遍历重建二叉树 java-蒲公英云

根据前序和中序遍历重建二叉树 java

题目描述
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。

先来分析一下前序遍历和中序遍历得到的结果，
前序遍历第一位是根节点；
中序遍历中，根节点左边的是根节点的左子树，右边是根节点的右子树。
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}。

首先，根节点是{ 1 }；
左子树是：前序{ 2,4,7 } ，中序{ 4,7,2 }；
右子树是：前序{ 3,5,6,8 } ，中序{ 5,3,8,6 }；
这时，如果我们把左子树和右子树分别作为新的二叉树，则可以求出其根节点，左子树和右子树。
这样，一直用这个方式，就可以实现重建二叉树。

代码1：

public class Solution {
    public TreeNode reConstructBinaryTree(int[] pre, int[] in) {
        TreeNode root = reConstructBinaryTree(pre, 0, pre.length - 1, in, 0, in.length - 1);
        return root;
    }
    // 前序遍历{1,2,4,7,3,5,6,8}和中序遍历序列{4,7,2,1,5,3,8,6}
    private TreeNode reConstructBinaryTree(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(pre, startPre + 1, startPre + i - startIn, in, startIn, i - 1);
                root.right = reConstructBinaryTree(pre, i - startIn + startPre + 1, endPre, in, i + 1, endIn);
                break;
            }
        return root;
    }
}

代码2：

public class Solution {
        // 主函数，用于测试结果
        public static void main(String[] args) {
            int[] pre = { 1, 2, 4, 7, 3, 5, 6, 8 };
            int[] in = { 4, 7, 2, 1, 5, 3, 8, 6 };
            TreeNode tree = reConstructBinaryTree(pre, in);
            System.out.print("先序遍历结果: ");
            preTraverseBinTree(tree);
            System.out.println();
            System.out.print("中序遍历结果: ");
            inTraverseBinTree(tree);
            System.out.println();
            System.out.print("后序遍历结果: ");
            postTraverseBinTree(tree);
            System.out.println();
        }
        // 主功能函数
        public static TreeNode reConstructBinaryTree(int[] pre, int[] in) {
            if (pre == null || in == null) {
                return null;
            }
            TreeNode tn = reConstructBinaryTreeCore(pre, in, 0, pre.length - 1, 0, in.length - 1);
            return tn;
        }
        // 核心递归
        public static TreeNode reConstructBinaryTreeCore(int[] pre, int[] in, int preStart, int preEnd, int inStart,
                int inEnd) {
            TreeNode tree = new TreeNode(pre[preStart]);
            tree.left = null;
            tree.right = null;
            if (preStart == preEnd && inStart == inEnd) {
                return tree;
            }
            int root = 0;
            for (root = inStart; root < inEnd; root++) {
                if (pre[preStart] == in[root]) {
                    break;
                }
            }
            int leifLength = root - inStart;
            int rightLength = inEnd - root;
            if (leifLength > 0) {
                tree.left = reConstructBinaryTreeCore(pre, in, preStart + 1, preStart + leifLength, inStart, root - 1);
            }
            if (rightLength > 0) {
                tree.right = reConstructBinaryTreeCore(pre, in, preStart + 1 + leifLength, preEnd, root + 1, inEnd);
            }
            return tree;
        }
        // 将二叉树先序遍历，用于测试结果
        public static void preTraverseBinTree(TreeNode node) {
            if (node == null) {
                return;
            }
            System.out.print(node.val + " ");
            if (node.left != null) {
                preTraverseBinTree(node.left);
            }
            if (node.right != null) {
                preTraverseBinTree(node.right);
            }
        }
        // 将二叉树中序遍历，用于测试结果
        public static void inTraverseBinTree(TreeNode node) {
            if (node == null) {
                return;
            }
            if (node.left != null) {
                inTraverseBinTree(node.left);
            }
            System.out.print(node.val + " ");
            if (node.right != null) {
                inTraverseBinTree(node.right);
            }
        }
        // 将二叉树后序遍历，用于测试结果
        public static void postTraverseBinTree(TreeNode node) {
            if (node == null) {
                return;
            }
            if (node.left != null) {
                postTraverseBinTree(node.left);
            }
            if (node.right != null) {
                postTraverseBinTree(node.right);
            }
            System.out.print(node.val + " ");
        }
    }