47 从前序与中序遍历序列构造二叉树

给定两个整数数组 preorder 和 inorder ，其中 preorder 是二叉树的先序遍历， inorder 是同一棵树的中序遍历，请构造二叉树并返回其根节点。

先序无法确定子树大小，中序找不到根；所以用先序找根，用中序找大小

题解1 递归

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
 * };
 */
class Solution {
    unordered_map<int, int> idx;
public:
// 先序自上而下，中序确定左右子树大小
    TreeNode* build(vector<int>& preorder, vector<int>& inorder, int pre_left, int pre_right, int in_left, int in_right){
        if(pre_left > pre_right) return nullptr;
        
        // 用前序找根（把树单元化，叶子结点看作无左右子的根）， 中序找左树大小
        int root_idx = pre_left;
        // 哈希表查此根结点在中序遍历数组的位置
        int root_in = idx[preorder[root_idx]];
        
        TreeNode* root = new TreeNode(preorder[root_idx]);
        // 左树大小
        int num_left = root_in - in_left;
		// left树，越往下走右边界越收紧
		// 但在preoreder里涉及到赋值，需要往后找，左边界+1
        root->left = build(preorder, inorder, pre_left+1, pre_left+num_left, in_left, root_in-1);
        // right树，越往下走左边界约收紧
        // 同样在preorder里涉及到遍历问题（先序遍历：遍历完左再遍历右，所以到右侧应该是+num_left+1）
        // 再inorder里就是在根节点的右侧，root_in+1即可
        root->right = build(preorder, inorder, pre_left+num_left+1, pre_right, root_in+1, in_right);
        return root;
    }

    TreeNode* buildTree(vector<int>& preorder, vector<int>& inorder) {
        int s = preorder.size();
        for(int i = 0; i < s; i++){
            idx[inorder[i]] = i;
        }
        // 含右边界的版本
        return build(preorder, inorder, 0, s-1, 0, s-1);
    }
};

题解2 迭代

class Solution {
    unordered_map<int, int> idx;
public:
    TreeNode* buildTree(vector<int>& preorder, vector<int>& inorder) {
        int s = preorder.size();
        TreeNode* root = new TreeNode(preorder[0]);
        stack<TreeNode*> rstk;
        rstk.push(root);
        int idx = 0;
        for(int i = 1; i < s; i++){
            int val = preorder[i];
            TreeNode* node = rstk.top();
            // 判断当前node是不是叶子结点(拐点)
            if(node->val != inorder[idx]){
                node->left = new TreeNode(val);
                rstk.push(node->left);
            }else{
                // 用中序查当前先序的结点i是不是右树
                while(rstk.size() && rstk.top()->val == inorder[idx]){
                    node = rstk.top();
                    rstk.pop();
                    idx ++;
                }
                node->right = new TreeNode(val);
                rstk.push(node->right);
            }
        }
        return root;
    }
};