题解 | #牛群的树形结构重建II#

描述

农场里有一群牛，牛群的成员分布在山坡上，形成了一个二叉树结构。每头牛都有一个编号，表示它在牛群中的身份。现在农场主想要重建牛群的二叉树结构。给定两个整数数组 preOrder 和 inOrder，其中 preOrder 是牛群二叉树的先序遍历，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

输入：[1, 2, 3, 4, 5],[1, 2, 3, 4, 5]
返回值：{1,#,2,#,3,#,4,#,5}

示例2

输入：[1],[1]
返回值：{1}

备注：

1 <= preOrder.length <= 3000
inOrder.length == preOrder.length
0 <= preOrder[i], inOrder[i] <= 3000
preOrder 和 inOrder 均无重复元素inOrder 均出现在 preOrderpreOrder 
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

知识点

树，递归

解题思路

从先序遍历中取出根节点，然后在中序遍历中找到根节点的位置。根节点左边的元素构成了左子树的中序遍历，根节点右边的元素构成了右子树的中序遍历。 递归地建立左子树和右子树，分别使用左子树的先序遍历和中序遍历构建左子树，使用右子树的先序遍历和中序遍历构建右子树。 最后，将根节点连接到左子树和右子树上，构建整棵树。

Java题解

public class Solution {
    public TreeNode buildTreeII(int[] preOrder, int[] inOrder) {
        if (preOrder == null || inOrder == null || preOrder.length != inOrder.length) {
            return null;
        }

        // 构建二叉树
        return buildTreeRecursive(preOrder, inOrder, 0, preOrder.length - 1, 0,
                                  inOrder.length - 1);
    }

    private TreeNode buildTreeRecursive(int[] preOrder, int[] inOrder, int preStart,
                                        int preEnd, int inStart, int inEnd) {
        if (preStart > preEnd || inStart > inEnd) {
            return null;
        }

        // 创建根节点
        TreeNode root = new TreeNode(preOrder[preStart]);

        // 在中序遍历中找到根节点的位置
        int rootIndex = inStart;
        while (rootIndex <= inEnd && inOrder[rootIndex] != root.val) {
            rootIndex++;
        }

        // 构建左子树
        int leftTreeSize = rootIndex - inStart;
        root.left = buildTreeRecursive(preOrder, inOrder, preStart + 1,
                                       preStart + leftTreeSize, inStart, rootIndex - 1);

        // 构建右子树
        root.right = buildTreeRecursive(preOrder, inOrder, preStart + leftTreeSize + 1,
                                        preEnd, rootIndex + 1, inEnd);

        return root;
    }
}