今天解决了人生导师留给我的第一个问题——通过前序遍历和中序遍历序列,求解后序遍历序列。
思路:D&C
对于二叉树,前/后序遍历+中序遍历是可以求解二叉树的结构的。原理很简单,上图(图片均来自学堂在线 “30240184X 数据结构” 课程视频):
对于这样的一棵树,前序遍历的结构必然是根+左子树+右子树,而中序遍历是左子树+根+右子树。在
inorder
中查找r
(前序遍历的第一),就可以将inorder
划分成左子树部分和右子树部分,在preorder
中也根据长度找到了划分位置。在postorder
中,r
肯定在结尾,左右子树部分的位置也可以确定。确定好了各部分的位置,递归到左右子树就可以。
用数组
void preIn_Post(int pre[], int in[], int post[], int len){
if(len == 1) {
post[0] = pre[0];
return;
}
int v = pre[0], i;
for(i = 1; i < len; i ++) if(v == in[i]) break;
post[len - 1] = v;
preIn_Post(pre + 1, in, post, i); //左子树
preIn_Post(pre + 1 + i, in + 1 + i, post + i, len - 1 - i); //右子树
}
只要看清楚下一步递归的三个数组位置和长度就好了。
重建二叉树
不过我还想把二叉树建出来,感觉只有一部之遥了。
void preIn_rebuild(int pre[], int in[], int len, BinNode* pos, int mode){
if(len == 0) {return;}
int v = pre[0], i = 0;
if(len > 1) for(i = 1; i < len; i ++) if(v == in[i]) break;
if(mode == AS_LC){
pos = insertAsLc(v, pos);
}else{
pos = insertAsRc(v, pos);
}
preIn_rebuild(pre + 1, in, i, pos, AS_LC); //左子树
preIn_rebuild(pre + 1 + i, in + 1 + i, len - 1 - i, pos, AS_RC); //右子树
}
和前面差不多,只不过要在上次生长的位置上添加孩子。(写着写着发现,之前写的insertAsxx
都忘了把新插入节点的指针return
回来,修了一下。)
但这段代码的问题是,只能在已有一个节点的树上开始。本来我希望将空树也纳入进来,多一个mode
为AS_ROOT
的条件,结果发现,尽管insertAsRoot
里面传的是指针的引用,这段里面传的是指针,所以从main
拿到的树根指针会被丢掉,新的树根指针我找不到。可是这段代码也并不方便改为传指针的引用。算了,第一步特殊对待吧。
下面还是用那个满二叉树,测试下:
int pre[50] = {0, 1, 3, 7, 8, 4, 9, 10, 2, 5, 11, 12, 6, 13, 14},
in[50] = {7, 3, 8, 1, 9, 4, 10, 0, 11, 5, 12, 2, 13, 6, 14},
post[50] = {0}, travLen = 15;
BinNode* re_root = NULL;
int v = pre[0], i = 0;
for(i = 1; i < travLen; i ++) if(v == in[i]) break;
insertAsRoot(v, re_root);
preIn_rebuild(pre + 1, in, i, re_root, AS_LC); //左子树
preIn_rebuild(pre + 1 + i, in + 1 + i, travLen - 1 - i, re_root, AS_RC); //右子树
travPostR(re_root); printf("\n");
travLevel(re_root); printf("\n");
用遍历函数走一遍,没问题。
其它
后序遍历+中序遍历生成前序遍历几乎完全相同。
前序 + 后序在一般情况下是不能确定一棵树的。然而在完全二叉树(出度为0或2)的情况下可以,贴图:
preorder
中左子树部分一定是以l
节点起始的,可以在postorder
中找到l
,也就是左右子树的划分位置;同理,postorder
中右子树部分一定是以r
节点结束的,可以在postorder
中找到左右子树的划分位置。递归就可以了。
如果是一般的二叉树,如果这里左或右节点为空,那仅有的一段子树部分,没办法搞清楚是左子树还是右子树。
感谢学堂在线这个课程竟然讲了这么多。要是人生导师知道我是从视频里看来的而不是自己死抠出来的,估计要气得收拾我了。
溜。