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105. 从前序与中序遍历序列构造二叉树

给定两个整数数组 preorderinorder ,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。

示例 1:

0105 01
输入: preorder = [3,9,20,15,7], inorder = [9,3,15,20,7]
输出: [3,9,20,null,null,15,7]

示例 2:

输入: preorder = [-1], inorder = [-1]
输出: [-1]

提示:

  • 1 <= preorder.length <= 3000

  • inorder.length == preorder.length

  • -3000 <= preorder[i], inorder[i] <= 3000

  • preorderinorder无重复 元素

  • inorder 均出现在 preorder

  • preorder 保证 为二叉树的前序遍历序列

  • inorder 保证 为二叉树的中序遍历序列

思路分析

0105 10
0105 11
  • 一刷

  • 二刷

  • 二刷

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/**
 * 自我实现,感觉比 https://leetcode.com/problems/construct-binary-tree-from-preorder-and-inorder-traversal/discuss/34538/My-Accepted-Java-Solution[My Accepted Java Solution - LeetCode Discuss] 简单。
 *
 * @author D瓜哥 · https://www.diguage.com
 * @since 2024-06-25 11:27
 */
public TreeNode buildTree(int[] preorder, int[] inorder) {
  if (preorder == null || inorder == null || preorder.length != inorder.length) {
    return null;
  }
  return buildTree(preorder, inorder, 0, 0, preorder.length);
}

private TreeNode buildTree(int[] preorder, int[] inorder, int pre, int in, int size) {
  int val = preorder[pre];
  TreeNode root = new TreeNode(val);
  int leftSize = 0;
  int i = in;
  for (; i < size + in; i++) {
    if (inorder[i] == val) {
      break;
    }
    leftSize++;
  }
  if (leftSize > 0) {
    root.left = buildTree(preorder, inorder, pre + 1, in, leftSize);
  }
  int rightSize = size - leftSize - 1;
  if (rightSize > 0) {
    root.right = buildTree(preorder, inorder, pre + leftSize + 1, i + 1, rightSize);
  }
  return root;
}
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/**
 * @author D瓜哥 · https://www.diguage.com
 * @since 2024-06-25 11:27
 */
public TreeNode buildTree(int[] preorder, int[] inorder) {
  return buildTree(preorder, inorder, 0, 0, preorder.length);
}

private TreeNode buildTree(int[] preorder, int[] inorder, int pre, int in, int length) {
  if (length <= 0) {
    return null;
  }
  int val = preorder[pre];
  TreeNode root = new TreeNode(val);
  int inIdx = in;
  while (inIdx < in + length) {
    if (inorder[inIdx] == val) {
      break;
    }
    inIdx++;
  }
  root.left = buildTree(preorder, inorder, pre + 1, in, inIdx - in);
  root.right = buildTree(preorder, inorder, pre + 1 + (inIdx - in), inIdx + 1, length - 1 - (inIdx - in));
  return root;
}
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/**
 * @author D瓜哥 · https://www.diguage.com
 * @since 2025-11-11 21:37:06
 */
public TreeNode buildTree(int[] preorder, int[] inorder) {
  return dfs(preorder, 0, preorder.length - 1,
    inorder, 0, inorder.length - 1);
}

private TreeNode dfs(int[] preorder, int preStart, int preEnd,
                     int[] inorder, int inStart, int inEnd) {
  if (preStart > preEnd || inStart > inEnd) {
    return null;
  }
  int value = preorder[preStart];
  TreeNode root = new TreeNode(value);
  int index = inStart;
  for (; index <= inEnd; index++) {
    if (inorder[index] == value) {
      break;
    }
  }
  root.left = dfs(preorder, preStart + 1, preStart + (index - inStart),
                  inorder, inStart, index - 1);
  root.right = dfs(preorder, preStart + (index - inStart) + 1, preEnd,
                   inorder, index + 1, inEnd);
  return root;
}

思考题

迭代构建如何实现? 参考: 105. 从前序与中序遍历序列构造二叉树