105. Construct Binary Tree from Preorder and Inorder Traversal (Medium)

Description:

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

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

For example, given

preorder = [3,9,20,15,7]
inorder = [9,3,15,20,7]

Return the following binary tree:


Solutions:

Solution1: 搞了2个小时才解出来的Medium。。一种iterative解法

NOTE:
利用inorder 和 preorder的性质可知:

  1. inorder是“左中右”,preorder是“中左右”,那么在“右”之前,“中左”和“左中”是完全逆序的,可以因此分片,如图:


  2. 如果是从inorder从左往右遍历,那么node1在搜索到的时候前面在preorder已经出现过了,所以更合理的分片是:蓝色竖线分割的5个分片。其中绿色删除掉的inorder元素在preorder已经出现过了。每个block内部是按照preorder顺序,每个元素都是前一个元素的左child。


  3. 还剩每个block第一个node是前面哪个node的右child还不确定。但这个parent其实就是当前这个block最后一个元素在inorder的前一个元素。比如6的parent就是7在inorder前面的2。
  • 根据inorder的信息,6要么在1的左children里,或者6跟1有共同的祖先,6在一个左branch,1在右branch。6不可能在1的右children里
  • 根据preorder的信息,6要么是1的子孙,要么跟1有共同祖先,但是6在右branch,1在左branch。
    因此6不是1的右child,在1的左children里面。

=> 6是7之前的2的right child。后面以此类推,8是6的right child,9是1的right child,11是9的right child

6是7之前的2的right child;9是1的right child
class Solution:
    def buildTree(self, preorder: List[int], inorder: List[int]) -> TreeNode:
        if not preorder:
            return None
        
        dic = {}
        for i,n in enumerate(preorder):
            dic[n] = i
        
        last_head = preorder.index(inorder[0])
        node_hist = [TreeNode(preorder[i]) for i in range(last_head+1)]
        for k in range(len(node_hist)-1):
            node_hist[k].left = node_hist[k+1]
            
        i = 1
        j = last_head+1
        while j < len(preorder):
            index = dic[inorder[i]]
            if index >= j:
                cache = [TreeNode(preorder[k]) for k in range(j,index+1)]
                for k in range(len(cache)-1):
                    cache[k].left = cache[k+1]
                node_hist[last_head].right = cache[0]
                node_hist += cache
            last_head = index
            i += 1
            j = max(j,last_head+1)
        
        return node_hist[0]

Runtime: 48 ms, faster than 93.19% of Python3 online submissions for Construct Binary Tree from Preorder and Inorder Traversal.
Memory Usage: 14.3 MB, less than 95.75% of Python3 online submissions for Construct Binary Tree from Preorder and Inorder Traversal.

Solution2: 一种递推的解法

inspired by http://bangbingsyb.blogspot.com/2014/11/leetcode-construct-binary-tree-from.html

class Solution:
    def buildTree(self, preorder: List[int], inorder: List[int]) -> TreeNode:
        if not preorder:
            return None
        root_val = preorder[0]
        root = TreeNode(root_val)
        index = inorder.index(root_val)
        
        root.left = self.buildTree(preorder[1:index+1],inorder[:index])
        root.right = self.buildTree(preorder[index+1:],inorder[index+1:])
        
        return root

Runtime: 188 ms, faster than 36.89% of Python3 online submissions for Construct Binary Tree from Preorder and Inorder Traversal.
Memory Usage: 87.8 MB, less than 19.44% of Python3 online submissions for Construct Binary Tree from Preorder and Inorder Traversal.


sample 120 ms submission:

class Solution:
    def buildTree(self, preorder: List[int], inorder: List[int]) -> TreeNode:
        if not inorder or not preorder:
            return None

        ind = inorder.index(preorder.pop(0))
        root = TreeNode(inorder[ind])
        root.left = self.buildTree(preorder, inorder[:ind])
        root.right = self.buildTree(preorder, inorder[ind+1:])
        
        return root

sample 36 ms submission:

class Solution:
    def buildTree(self, preorder: List[int], inorder: List[int]) -> TreeNode:
        #get root from preorder
        # save index from inorder to find range of index between which left and right child will be
        
        ln = len(inorder)
        mp = {}
        for idx, num in enumerate(inorder):
            mp[num] = idx
        
        l, r = 0, ln - 1
        self.idx = 0 #idx is for preorder
        return self.helper(preorder, mp, l, r)
        
    
    def helper(self, preorder, mp, l, r):
        if l > r:
            return None
        
        num = preorder[self.idx]
        newNode = TreeNode(num)
        self.idx += 1
        if l == r:
            return newNode
        else:
            newNode.left = self.helper(preorder, mp, l, mp[num]-1)
            newNode.right = self.helper(preorder, mp, mp[num]+1, r)
            return newNode

sample 32 ms submission: 对preorder进行迭代

class Solution:
    def buildTree(self, preorder, inorder):
        ind = {}
        for i,v in enumerate(inorder):
            ind[v] = i
        
        stack, root = [], None
        
        for val in preorder:
            if not root:
                root = TreeNode(val)
                stack.append(root)
            else:
                idx = ind[val]
                node = TreeNode(val)
                if idx < ind[stack[-1].val]:
                    stack[-1].left = node
                else:
                    while stack and idx > ind[stack[-1].val]:
                        parent = stack.pop()
                    parent.right = node
                stack.append(node)
        return root
最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 213,558评论 6 492
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 91,002评论 3 387
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 159,036评论 0 349
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 57,024评论 1 285
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 66,144评论 6 385
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 50,255评论 1 292
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 39,295评论 3 412
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 38,068评论 0 268
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 44,478评论 1 305
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 36,789评论 2 327
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 38,965评论 1 341
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 34,649评论 4 336
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 40,267评论 3 318
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,982评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,223评论 1 267
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 46,800评论 2 365
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 43,847评论 2 351