剑指Offer编程题(1)重建二叉树

1. 重建二叉树

输入某二叉树的前序遍历和中序遍历的结果,请重建出该二叉树。假设输入的前序遍历和中序遍历的结果中都不含重复的数字。例如输入前序遍历序列{1,2,4,7,3,5,6,8}和中序遍历序列{4,7,2,1,5,3,8,6},则重建二叉树并返回

递归构建二叉树

1. 分析

根据中序遍历和前序遍历可以确定二叉树,具体过程为:

  1. 根据前序序列第一个结点确定根结点
  2. 根据根结点在中序序列中的位置分割出左右两个子序列
  3. 对左子树和右子树分别递归使用同样的方法继续分解

例如:
前序序列{1,2,4,7,3,5,6,8} = pre
中序序列{4,7,2,1,5,3,8,6} = in

  1. 根据当前前序序列的第一个结点确定根结点,为 1
  2. 找到 1 在中序遍历序列中的位置,为 in[3]
  3. 切割左右子树,则 in[3] 前面的为左子树, in[3] 后面的为右子树
  4. 则切割后的左子树前序序列为:{2,4,7},切割后的左子树中序序列为:{4,7,2};切割后的右子树前序序列为:{3,5,6,8},切割后的右子树中序序列为:{5,3,8,6}
  5. 对子树分别使用同样的方法分解

2. 代码

/**
 * Definition for binary tree
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
import java.util.Arrays;
public class Solution {
  public TreeNode reConstructBinaryTree(int [] pre,int [] in) {
    if (pre.length == 0 || in.length == 0) {
      return null;
    }
    TreeNode root = new TreeNode(pre[0]);
    // 在中序中找到前序的根
    for (int i = 0; i < in.length; i++) {
      if (in[i] == pre[0]) {
        // 左子树,注意 copyOfRange 函数,左闭右开
        root.left = reConstructBinaryTree(Arrays.copyOfRange(pre, 1, i + 1), Arrays.copyOfRange(in, 0, i));
        // 右子树,注意 copyOfRange 函数,左闭右开
        root.right = reConstructBinaryTree(Arrays.copyOfRange(pre, i + 1, pre.length), Arrays.copyOfRange(in, i + 1, in.length));
        break;
      }
    }
    return root;
  }
}

2. 从头到尾打印链表

输入一个链表,按链表从尾到头的顺序返回一个ArrayList

思路

遍历链表,用集合存起来,Collections.reverse(list)进行反转

代码

/**
*    public class ListNode {
*        int val;
*        ListNode next = null;
*
*        ListNode(int val) {
*            this.val = val;
*        }
*    }
*
*/
import java.util.*;
public class Solution {
  public ArrayList<Integer> printListFromTailToHead(ListNode listNode) {

    List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();

    while(listNode!=null){
      list.add(listNode.val);
      listNode = listNode.next;
    }
    Collections.reverse(list); 
    return (ArrayList<Integer>)list;

  }
}

3. 用两个栈实现队列

原文连接

1. 分析

队列的特性是:“先入先出”,栈的特性是:“先入后出”

当我们向模拟的队列插入数 a,b,c 时,假设插入的是 stack1,此时的栈情况为:

  • 栈 stack1:{a,b,c}
  • 栈 stack2:{}

当需要弹出一个数,根据队列的"先进先出"原则,a 先进入,则 a 应该先弹出。但是此时 a 在 stack1 的最下面,将 stack1 中全部元素逐个弹出压入 stack2,现在可以正确的从 stack2 中弹出 a,此时的栈情况为:

  • 栈 stack1:{}
  • 栈 stack2:{c,b}

继续弹出一个数,b 比 c 先进入,b 弹出,注意此时 b 在 stack2 的栈顶,可直接弹出,此时的栈情况为:

  • 栈 stack1:{}
  • 栈 stack2:{c}

此时向模拟队列插入一个数 d,还是插入 stack1,此时的栈情况为:

  • 栈 stack1:{d}
  • 栈 stack2:{c}

弹出一个数,c 比 d 先进入,c 弹出,注意此时 c 在 stack2 的栈顶,可直接弹出,此时的栈情况为:

  • 栈 stack1:{d}
  • 栈 stack2:{c}

根据上述栗子可得出结论:

  1. 当插入时,直接插入 stack1
  2. 当弹出时,当 stack2 不为空,弹出 stack2 栈顶元素,如果 stack2 为空,将 stack1 中的全部数逐个出栈入栈 stack2,再弹出 stack2 栈顶元素

2. 代码

import java.util.Stack;

public class Solution {
  Stack<Integer> stack1 = new Stack<Integer>();//用来加入数据
  Stack<Integer> stack2 = new Stack<Integer>();//用来取出数据
//一加一取正好将数据的顺序变为队列的先进先出
  public void push(int node) {
    stack1.push(node);
  }
  public int pop() {
    if(stack2.size()<=0){//用来取数据的stack2栈没有数据时
      while(stack1.size()!=0){//遍历stack1栈往stack2栈中加入数据
        stack2.push(stack1.pop());
      }
    }
    return stack2.pop();
  }
}

4. 旋转数组的最小数字

题目描述

把一个数组最开始的若干个元素搬到数组的末尾,我们称之为数组的旋转。输入一个非递减排序的数组的一个旋转,输出旋转数组的最小元素。例如数组{3,4,5,1,2}为{1,2,3,4,5}的一个旋转,该数组的最小值为1。NOTE:给出的所有元素都大于0,若数组大小为0,请返回0。

1. 分析

在两段范围内都是非降序,当不符合这个规律时,就找到了最小数字

2. 代码

import java.util.ArrayList;
public class Solution {
  public int minNumberInRotateArray(int [] array) {
    int n = array.length;
    if(n==0){
      return 0;
    }
    for (int i = 0; i < n; i++) {
      if(array[i]>array[i+1]){
        return array[i+1];
      }
    }
    return array[0];
  }
}

5. 斐波那契数列

题目描述

大家都知道斐波那契数列,现在要求输入一个整数n,请你输出斐波那契数列的第n项(从0开始,第0项为0)。n<=39

1. 分析

斐波那契数列的标准公式为:F(1)=1,F(2)=1, F(n)=F(n-1)+F(n-2)(n>=3,n∈N*)
根据公式可以直接写出:

2. 代码

public class Solution {
  public int Fibonacci(int n) {
    if(n<=1){
      return n;
    }
    return Fibonacci(n-1)+Fibonacci(n-2);
  }
}

6. 跳台阶

题目描述

一只青蛙一次可以跳上1级台阶,也可以跳上2级。求该青蛙跳上一个n级的台阶总共有多少种跳法(先后次序不同算不同的结果)。

1. 思路

跳n级台阶相当于n-1和n-2级台阶的和

2. 代码

public class Solution {
  public int JumpFloor(int target) {
    if(target<=0){
      throw new RuntimeException();
    }
    if(target==1||target==2){
      return target;
    }
    return JumpFloor(target-1)+JumpFloor(target-2);
  }
}

原文链接
来源:牛客网

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