【算法】654. 最大二叉树（多语言实现）

二当家的白帽子
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654. 最大二叉树：

给定一个不重复的整数数组 nums 。 最大二叉树 可以用下面的算法从 nums 递归地构建:

  1. 创建一个根节点，其值为 nums 中的最大值。
  2. 递归地在最大值 左边 的 子数组前缀上 构建左子树。
  3. 递归地在最大值 右边 的 子数组后缀上 构建右子树。

返回 nums 构建的 最大二叉树 。

样例 1：

输入：
	nums = [3,2,1,6,0,5]
	
输出：
	[6,3,5,null,2,0,null,null,1]
	
解释：
	递归调用如下所示：
	- [3,2,1,6,0,5] 中的最大值是 6 ，左边部分是 [3,2,1] ，右边部分是 [0,5] 。
	    - [3,2,1] 中的最大值是 3 ，左边部分是 [] ，右边部分是 [2,1] 。
	        - 空数组，无子节点。
	        - [2,1] 中的最大值是 2 ，左边部分是 [] ，右边部分是 [1] 。
	            - 空数组，无子节点。
	            - 只有一个元素，所以子节点是一个值为 1 的节点。
	    - [0,5] 中的最大值是 5 ，左边部分是 [0] ，右边部分是 [] 。
	        - 只有一个元素，所以子节点是一个值为 0 的节点。
	        - 空数组，无子节点。

样例 2：

输入：
	nums = [3,2,1]
	
输出：
	[3,null,2,null,1]

提示：

  • 1 <= nums.length <= 1000
  • 0 <= nums[i] <= 1000
  • nums 中的所有整数 互不相同

分析

  • 面对这道算法题目，二当家的陷入了沉思。

  • 根据题意，一定要遍历数组的。

  • 遍历一般就是考虑用循环或者递归。

  • 本题要构建的二叉树结构，用递归非常直观。

题解

rust

// Definition for a binary tree node.
// #[derive(Debug, PartialEq, Eq)]
// pub struct TreeNode {
//   pub val: i32,
//   pub left: Option<Rc<RefCell<TreeNode>>>,
//   pub right: Option<Rc<RefCell<TreeNode>>>,
// }
//
// impl TreeNode {
//   #[inline]
//   pub fn new(val: i32) -> Self {
//     TreeNode {
//       val,
//       left: None,
//       right: None
//     }
//   }
// }
use std::rc::Rc;
use std::cell::RefCell;
impl Solution {
    pub fn construct_maximum_binary_tree(nums: Vec<i32>) -> Option<Rc<RefCell<TreeNode>>> {
        if nums.len() == 0 {
            return Option::None;
        }

        let mut max_i = 0;
        for i in 0..nums.len() {
            if nums[i] > nums[max_i] {
                max_i = i;
            }
        }

        Some(Rc::new(RefCell::new(TreeNode {
            val: nums[max_i],
            left: Self::construct_maximum_binary_tree(nums[..max_i].to_vec()),
            right: Self::construct_maximum_binary_tree(nums[max_i + 1..].to_vec()),
        })))
    }
}

go

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * type TreeNode struct {
 *     Val int
 *     Left *TreeNode
 *     Right *TreeNode
 * }
 */
func constructMaximumBinaryTree(nums []int) *TreeNode {
    if len(nums) == 0 {
        return nil
    }
    maxIndex := 0
    for i := 0; i < len(nums); i++ {
        if nums[i] > nums[maxIndex] {
            maxIndex = i
        }
    }
    root := &TreeNode{
        Val:   nums[maxIndex],
        Left:  constructMaximumBinaryTree(nums[:maxIndex]),
        Right: constructMaximumBinaryTree(nums[maxIndex+1:]),
    }
    return root
}

typescript

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * class TreeNode {
 *     val: number
 *     left: TreeNode | null
 *     right: TreeNode | null
 *     constructor(val?: number, left?: TreeNode | null, right?: TreeNode | null) {
 *         this.val = (val===undefined ? 0 : val)
 *         this.left = (left===undefined ? null : left)
 *         this.right = (right===undefined ? null : right)
 *     }
 * }
 */

function constructMaximumBinaryTree(nums: number[]): TreeNode | null {
    if (nums.length == 0) {
        return null;
    }
    let maxIndex = 0;
    for (let i = 0; i < nums.length; ++i) {
        if (nums[i] > nums[maxIndex]) {
            maxIndex = i;
        }
    }
    var root = new TreeNode(nums[maxIndex]);
    root.left = constructMaximumBinaryTree(nums.slice(0, maxIndex));
    root.right = constructMaximumBinaryTree(nums.slice(maxIndex + 1));
    return root;
};

c

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     struct TreeNode *left;
 *     struct TreeNode *right;
 * };
 */

int maxIndex(int* nums, int numsSize){
    int maxIndex = 0;
    for (int i = 1; i < numsSize; ++i) {
        if (nums[i] > nums[maxIndex]) {
            maxIndex = i;
        }
    }
    return maxIndex;
}

struct TreeNode* constructMaximumBinaryTree(int* nums, int numsSize){
    if (numsSize <= 0) {
        return NULL;
    }
    int maxI = maxIndex(nums, numsSize);
    struct TreeNode *root = malloc(sizeof(struct TreeNode));
    root->val = nums[maxI];
    root->left = constructMaximumBinaryTree(nums, maxI);
    root->right = constructMaximumBinaryTree(nums + maxI + 1, numsSize - maxI - 1);
    return root;
}

c++

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
 * };
 */
class Solution {
private:
    int maxIndex(vector<int>& nums, int l, int r) {
        int maxIndex = l;
        for (int i = l + 1; i <= r; ++i) {
            if (nums[i] > nums[maxIndex]) {
                maxIndex = i;
            }
        }
        return maxIndex;
    }

    TreeNode* constructMaximumBinaryTree(vector<int>& nums, int l, int r) {
        if (l > r) {
            return nullptr;
        }
        int maxI = maxIndex(nums, l, r);
        TreeNode* root = new TreeNode(nums[maxI]);
        root->left = constructMaximumBinaryTree(nums, l, maxI - 1);
        root->right = constructMaximumBinaryTree(nums, maxI + 1, r);
        return root;
    }
public:
    TreeNode* constructMaximumBinaryTree(vector<int>& nums) {
        return constructMaximumBinaryTree(nums, 0, nums.size() - 1);
    }
};

java

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode() {}
 *     TreeNode(int val) { this.val = val; }
 *     TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {
 *         this.val = val;
 *         this.left = left;
 *         this.right = right;
 *     }
 * }
 */
class Solution {
    public TreeNode constructMaximumBinaryTree(int[] nums) {
        return constructMaximumBinaryTree(nums, 0, nums.length - 1);
    }

    private TreeNode constructMaximumBinaryTree(int[] nums, int l, int r) {
        if (l > r) {
            return null;
        }
        int maxIndex = maxIndex(nums, l, r);
        TreeNode root = new TreeNode(nums[maxIndex]);
        root.left = constructMaximumBinaryTree(nums, l, maxIndex - 1);
        root.right = constructMaximumBinaryTree(nums, maxIndex + 1, r);
        return root;
    }

    private int maxIndex(int[] nums, int l, int r) {
        int maxIndex = l;
        for (int i = l + 1; i <= r; ++i) {
            if (nums[i] > nums[maxIndex]) {
                maxIndex = i;
            }
        }
        return maxIndex;
    }
}

python

# Definition for a binary tree node.
# class TreeNode:
#     def __init__(self, val=0, left=None, right=None):
#         self.val = val
#         self.left = left
#         self.right = right
class Solution:
    def constructMaximumBinaryTree(self, nums: List[int]) -> TreeNode:
        if not nums:
            return None
        max_i = 0
        for i in range(0, len(nums)):
            if nums[i] > nums[max_i]:
                max_i = i
        root = TreeNode(nums[max_i])
        root.left = self.constructMaximumBinaryTree(nums[:max_i])
        root.right = self.constructMaximumBinaryTree(nums[max_i + 1:])
        return root

原题传送门：https://leetcode.cn/problems/maximum-binary-tree/

非常感谢你阅读本文~
放弃不难，但坚持一定很酷~
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本文由 二当家的白帽子：https://juejin.cn/user/2771185768884824/posts 博客原创~

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