题目链接:Construct Binary Tree from Preorder and Inorder Traversal

Given preorder and inorder traversal of a tree, construct the binary tree.

Note:

You may assume that duplicates do not exist in the tree.

这道题的要求是通过二叉树的前序遍历和中序遍历结果构建二叉树。

二叉树前序遍历,根节点在最前面,然后接下来是左子树、右子数的节点;二叉树中序遍历,根节点在中间,左侧是左子树的节点,右侧是右子树的节点。由此可以确定,前序遍历的第一个节点就是根节点,而中序遍历中和前序遍历的第一个节点相同的同样为根节点,同时左侧即为左子树,右侧即为右子数。至于左右子树的情况,可以通过递归生成。

例如:

二叉树为:
        1
       / \
      2   3
     / \   \
    4   5   6

前序遍历:
    1 -> 2 -> 4 -> 5 -> 3 -> 6
    |    |---------|    |----|
 根节点    左子树       右子数
    
中序遍历:
    4 -> 2 -> 5 -> 1 -> 3 -> 6
    |---------|    |    |----|
      左子树    根节点  右子数

分别在前序遍历和中序遍历中找到了根节点和左右子树,接下来就可以构建这棵树了。

时间复杂度:O(n)

空间复杂度:O(n)

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class Solution
{
public:
    TreeNode *buildTree(vector<int> &preorder, vector<int> &inorder)
    {
        return buildTree(preorder, 0, preorder.size() - 1, 
                         inorder, 0, inorder.size() - 1);
    }
private:
    // preorder:前序遍历的序列;pl和pr:前序遍历序列中树的左右端点;
    // inorder:中序遍历的序列;il和ir:中序遍历序列中树的左右端点。
    TreeNode *buildTree(vector<int> &preorder, int pl, int pr, 
                        vector<int> &inorder, int il, int ir)
    {
        if(pl > pr && il > ir)
            return NULL;
        
        int m;
        // 在中序遍历序列中找到根节点位置
        for(m = il; m <= ir && preorder[pl] != inorder[m]; ++ m);
        
        TreeNode *t = new TreeNode(preorder[pl]);
        t->left = buildTree(preorder, pl + 1, pl + m - il, 
                            inorder, il, m - 1);
        t->right = buildTree(preorder, pl + m - il + 1, pr, 
                             inorder, m + 1, ir);
        return t;
    }
};