人不走空
🌈个人主页:人不走空****
💖系列专栏:算法专题****
**⏰诗词歌赋:**斯是陋室,惟吾德馨
目录
[1. 重建二叉树](#1. 重建二叉树)
[2. 后序遍历](#2. 后序遍历)
在二叉树的问题中,给定二叉树的前序遍历(Preorder)和中序遍历(Inorder)序列,如何求得其后序遍历(Postorder)序列是一个经典的面试题。本文将详细介绍如何通过Java实现这一过程。
问题描述
前序遍历(Preorder):按根节点 -> 左子树 -> 右子树的顺序访问节点。
中序遍历(Inorder):按左子树 -> 根节点 -> 右子树的顺序访问节点。
后序遍历(Postorder):按左子树 -> 右子树 -> 根节点的顺序访问节点。
给定前序遍历和中序遍历序列,我们需要构建二叉树并输出其后序遍历序列。
实现思路
- 重建二叉树:利用前序遍历和中序遍历的特性,通过递归方法重建二叉树。
- 后序遍历二叉树:通过递归方法进行后序遍历并输出结果。
实现步骤
1. 重建二叉树
首先,我们通过前序遍历的第一个元素确定根节点。在中序遍历中找到该根节点的位置,可以将中序遍历数组分为左子树和右子树两部分。递归地对这两部分继续构建左右子树。
2. 后序遍历
在构建好的二叉树上进行后序遍历,按左子树 -> 右子树 -> 根节点的顺序输出节点值。
代码实现
以下是完整的Java实现代码:
java
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
class TreeNode {
int val;
TreeNode left;
TreeNode right;
TreeNode(int x) { val = x; }
}
public class BinaryTree {
private int preIndex = 0;
private Map<Integer, Integer> inorderIndexMap = new HashMap<>();
public TreeNode buildTree(int[] preorder, int[] inorder) {
for (int i = 0; i < inorder.length; i++) {
inorderIndexMap.put(inorder[i], i);
}
return buildTreeHelper(preorder, 0, inorder.length - 1);
}
private TreeNode buildTreeHelper(int[] preorder, int inorderStart, int inorderEnd) {
if (inorderStart > inorderEnd) {
return null;
}
int rootVal = preorder[preIndex++];
TreeNode root = new TreeNode(rootVal);
int inorderIndex = inorderIndexMap.get(rootVal);
root.left = buildTreeHelper(preorder, inorderStart, inorderIndex - 1);
root.right = buildTreeHelper(preorder, inorderIndex + 1, inorderEnd);
return root;
}
public void postorderTraversal(TreeNode root) {
if (root == null) {
return;
}
postorderTraversal(root.left);
postorderTraversal(root.right);
System.out.print(root.val + " ");
}
public static void main(String[] args) {
int[] preorder = {3, 9, 20, 15, 7};
int[] inorder = {9, 3, 15, 20, 7};
BinaryTree binaryTree = new BinaryTree();
TreeNode root = binaryTree.buildTree(preorder, inorder);
System.out.println("Postorder traversal:");
binaryTree.postorderTraversal(root);
}
}
代码解释
-
TreeNode类:定义二叉树节点的数据结构。
javaclass TreeNode { int val; TreeNode left; TreeNode right; TreeNode(int x) { val = x; } }
-
BinaryTree类:包含重建二叉树和后序遍历的方法。
buildTree
方法:接受前序遍历和中序遍历数组,构建并返回二叉树的根节点。buildTreeHelper
方法:递归地构建二叉树。postorderTraversal
方法:递归地进行后序遍历,并输出节点值。
-
buildTreeHelper方法:通过前序遍历的当前节点值和中序遍历的索引,递归地构建左右子树。
javaprivate TreeNode buildTreeHelper(int[] preorder, int inorderStart, int inorderEnd) { if (inorderStart > inorderEnd) { return null; // Base case: no elements to construct the tree } int rootVal = preorder[preIndex++]; // Get the current root value from preorder traversal TreeNode root = new TreeNode(rootVal); // Create the root node int inorderIndex = inorderIndexMap.get(rootVal); // Find the index of the root in inorder traversal // Recursively build the left subtree root.left = buildTreeHelper(preorder, inorderStart, inorderIndex - 1); // Recursively build the right subtree root.right = buildTreeHelper(preorder, inorderIndex + 1, inorderEnd); return root; }
-
后序遍历:通过递归方法进行后序遍历,按照左子树 -> 右子树 -> 根节点的顺序输出节点值。
javapublic void postorderTraversal(TreeNode root) { if (root == null) { return; } postorderTraversal(root.left); postorderTraversal(root.right); System.out.print(root.val + " "); }
-
main方法 :创建前序遍历和中序遍历数组,调用
buildTree
方法构建二叉树,然后调用postorderTraversal
方法输出后序遍历结果。javapublic static void main(String[] args) { int[] preorder = {3, 9, 20, 15, 7}; int[] inorder = {9, 3, 15, 20, 7}; BinaryTree binaryTree = new BinaryTree(); TreeNode root = binaryTree.buildTree(preorder, inorder); System.out.println("Postorder traversal:"); binaryTree.postorderTraversal(root); }
总结
通过上述步骤,我们可以实现根据前序遍历和中序遍历序列重建二叉树,并输出其后序遍历序列。这不仅帮助我们加深对二叉树遍历的理解,也为处理相关面试题提供了一个有力的工具。希望这篇文章对你有所帮助!
作者其他作品:
OpenAI Sora来了,视频生成领域的GPT-4时代来了
[Java·算法·简单] LeetCode 14. 最长公共前缀 详细解读