[算法笔记] PAT-ADV-1020
题目要求:给出二叉树的后序遍历序列和中序遍历序列,输出二叉树的层次遍历序列。
(传送门)
Sample Input
7
2 3 1 5 7 6 4
1 2 3 4 5 6 7
Sample Output
4 1 6 3 5 7 2
解题思路
首先,我们在数据结构课程中学过下面的结论:
- 后序遍历: 左 右 根
- 中序遍历: 左 根 右
显然,后序序列中的最后一个元素总是某个子树的根,叶子节点也算是一个子树 (可能你觉得这是一句废话)。
此外, 只要确定根,那么可以在中序的某一片段序列中 “分离” 出左右子树。
下面我们来分析一下 Sample ,解析如何从如上2个结论唯一确定一颗二叉树。
在后序序列中:
2 3 1 5 7 6 4
4
毫无疑问是整个二叉树的根。现在在中序序列中找出 4
的位置。
1 2 3
4
5 6 7
也就是说可以得到二叉树的基本结构如下:
图1
4
/ \
1,2,3 5,6,7
再看后序序列剩下的元素:
2 3 1 5 7
6
最后一个元素是 6
, 说明在 6
是根。
在中序序列中:
1 2 3 | 4 | 5
6
7
说明在 图1 中, 6
是右子树的根。
图2
4
/ \
1,2,3 6
/ \
5 7
继续遍历后序序列:
2 3 1 5 7
5 和 7 既是叶子节点也是一个特殊的根。
此时,后序序列剩下:
2 3
1
中序序列为:
1
2 3
显然, 1
是根, 2 和 3 是 1
的右子树。以此类推, 2 是 3 的左子树。那么中序序列和后序序列唯一确定的二叉树如下:
4
/ \
1 6
\ / \
3 5 7
/
2
概括一下算法要点:
- 从右往左遍历后序序列,得到根
- 在中序序列中找到根,分离出左右子树
- 对左右子树进行同样的操作
不难看出,是一个递归。
数据结构课程上,在纸上这类题目大家都会画出来,但是一到 Code
层面,完整实现还是有点难度的。
最后解析一下代码实现。
- 参数
l
和r
: 中序序列inorder[l...r], 代表当前所处理的子树 rootIdxPost
: 后序序列中根的位置。(实际上取值变化就是: (N-1), ..., 0 )
Tree createTree(int l, int r, int &rootIdxPost)
{
if (l > r)
return NULL;
if (l == r)
{
Tree t = new TreeNode(inorder[l]);
rootIdxPost--;
return t;
}
int rootVal = postorder[rootIdxPost--];
int rootIdxIn = findRoot(inorder, rootVal);
Tree root = new TreeNode(rootVal);
root->right = createTree(rootIdxIn + 1, r, rootIdxPost);
root->left = createTree(l, rootIdxIn - 1, rootIdxPost);
return root;
}
完整代码:
#include <cstdio>
#include <vector>
#include <assert.h>
#include <queue>
#define NMAX 35
using namespace std;
struct TreeNode
{
int val;
TreeNode *left, *right;
TreeNode(int v = -1, TreeNode *l = NULL, TreeNode *r = NULL) : val(v), left(l), right(r) {}
};
typedef TreeNode *Tree;
vector<int> postorder(NMAX), inorder(NMAX);
int N = 0;
int findRoot(vector<int> &inorder, int rootVal)
{
size_t len = inorder.size();
for (size_t i = 0; i < len; i++)
{
if (inorder[i] == rootVal)
return i;
}
assert(0);
return -1;
}
Tree createTree(int l, int r, int &rootIdxPost)
{
if (l > r)
return NULL;
if (l == r)
{
Tree t = new TreeNode(inorder[l]);
rootIdxPost--;
return t;
}
int rootVal = postorder[rootIdxPost--];
int rootIdxIn = findRoot(inorder, rootVal);
Tree root = new TreeNode(rootVal);
root->right = createTree(rootIdxIn + 1, r, rootIdxPost);
root->left = createTree(l, rootIdxIn - 1, rootIdxPost);
return root;
}
void level(Tree root)
{
if (root == NULL)
return;
queue<Tree> q;
printf("%d", root->val);
if (root->left)
q.push(root->left);
if (root->right)
q.push(root->right);
while (!q.empty())
{
Tree p = q.front();
q.pop();
printf(" %d", p->val);
if (p->left)
q.push(p->left);
if (p->right)
q.push(p->right);
}
}
int main()
{
scanf("%d", &N);
for (int i = 0; i < N; i++)
{
scanf("%d", &postorder[i]);
}
for (int i = 0; i < N; i++)
{
scanf("%d", &inorder[i]);
}
int rootIdxPost = N - 1;
Tree root = createTree(0, N - 1, rootIdxPost);
level(root);
}
markdown写bolg,"那是真的niubility"。
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