二叉树系列(1)已知二叉树的中序遍历和前序遍历，如何求后序遍历

二叉树系列(1)已知二叉树的中序遍历和前序遍历，如何求后序遍历

标签： structnull
2011-09-24 11:04 34630人阅读 评论(8) 收藏 举报


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DataStructure_Algorithm（174）

C++（262）


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一道HULU的笔试题(How I wish yesterday once more)

假设有棵树，长下面这个样子，它的前序遍历，中序遍历，后续遍历都很容易知道。



PreOrder: GDAFEMHZ

InOrder: ADEFGHMZ

PostOrder: AEFDHZMG

现在，假设仅仅知道前序和中序遍历，如何求后序遍历呢？比如，已知一棵树的前序遍历是”GDAFEMHZ”，而中序遍历是”ADEFGHMZ”应该如何求后续遍历?

第一步，root最简单，前序遍历的第一节点G就是root。

第二步，继续观察前序遍历GDAFEMHZ，除了知道G是root，剩下的节点必然是root的左右子树之外，没法找到更多信息了。

第三步，那就观察中序遍历ADEFGHMZ。其中root节点G左侧的ADEF必然是root的左子树，G右侧的HMZ必然是root的右子树。

第四步，观察左子树ADEF，左子树的中的根节点必然是大树的root的leftchild。在前序遍历中，大树的root的leftchild位于root之后，所以左子树的根节点为D。

第五步，同样的道理，root的右子树节点HMZ中的根节点也可以通过前序遍历求得。在前序遍历中，一定是先把root和root的所有左子树节点遍历完之后才会遍历右子树，并且遍历的右子树的第一个节点就是右子树的根节点。

如何知道哪里是前序遍历中的左子树和右子树的分界线呢？通过中序遍历去数节点的个数。

在上一次中序遍历中，root左侧是A、D、E、F，所以有4个节点位于root左侧。那么在前序遍历中，必然是第1个是G，第2到第5个由A、D、E、F过程，第6个就是root的右子树的根节点了，是M。

第六步，观察发现，上面的过程是递归的。先找到当前树的根节点，然后划分为左子树，右子树，然后进入左子树重复上面的过程，然后进入右子树重复上面的过程。最后就可以还原一棵树了。

第七步，其实，如果仅仅要求写后续遍历，甚至不要专门占用空间保存还原后的树。只需要稍微改动第六步，就能实现要求。仅需要把第六步的递归的过程改动为如下:

1 确定根,确定左子树，确定右子树。

2 在左子树中递归。

3 在右子树中递归。

4 打印当前根。

参考了一些网上的讨论，具体程序是:

[cpp] view plain copy

print?





#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>

struct TreeNode
{
struct TreeNode* left;
struct TreeNode* right;
char elem;
};

TreeNode* BinaryTreeFromOrderings(char* inorder, char* preorder, int length)
{
if(length == 0)
{
return NULL;
}
TreeNode* node = new TreeNode;//Noice that [new] should be written out.
node->elem = *preorder;
int rootIndex = 0;
for(;rootIndex < length; rootIndex++)//a variation of the loop
{
if(inorder[rootIndex] == *preorder)
break;
}
node->left = BinaryTreeFromOrderings(inorder, preorder +1, rootIndex);
node->right = BinaryTreeFromOrderings(inorder + rootIndex + 1, preorder + rootIndex + 1, length - (rootIndex + 1));
std::cout<<node->elem<<std::endl;
return node;
}

int main(int argc, char** argv){
char* pr="GDAFEMHZ";
char* in="ADEFGHMZ"; BinaryTreeFromOrderings(in, pr, 8); printf("\n"); return 0;}

其实上面的代码写得不够简洁。题目只要求输出后续遍历，并没有要求建树。所以，不需要去计算出node->left与node->right，也不需要去return node。改进版本如下

[cpp] view plain copy

print?





struct TreeNode
{
struct TreeNode* left;
struct TreeNode* right;
char elem;
};

void BinaryTreeFromOrderings(char* inorder, char* preorder, int length)
{
if(length == 0)
{
//cout<<"invalid length";
return;
}
TreeNode* node = new TreeNode;//Noice that [new] should be written out.
node->elem = *preorder;
int rootIndex = 0;
for(;rootIndex < length; rootIndex++)
{
if(inorder[rootIndex] == *preorder)
break;
}
//Left
BinaryTreeFromOrderings(inorder, preorder +1, rootIndex);
//Right
BinaryTreeFromOrderings(inorder + rootIndex + 1, preorder + rootIndex + 1, length - (rootIndex + 1));
cout<<node->elem<<endl;
delete node;
return;
}

int main(int argc, char* argv[])
{
printf("Hello World!\n");
char* pr="GDAFEMHZ";
char* in="ADEFGHMZ";

BinaryTreeFromOrderings(in, pr, 8);

printf("\n");
return 0;
}

再考虑一下，题目只要求输出后续遍历，所以其实连建立node也是没有必要的。可以直接把当前节点的value保存在一个char中，然后输出。

[cpp] view plain copy

print?





#include <stdio.h>
#include <stdio.h>
#include <iostream>
using namespace std;
struct TreeNode
{
struct TreeNode* left;
struct TreeNode* right;
char elem;
};

void BinaryTreeFromOrderings(char* inorder, char* preorder, int length)
{
if(length == 0)
{
//cout<<"invalid length";
return;
}
char node_value = *preorder;
int rootIndex = 0;
for(;rootIndex < length; rootIndex++)
{
if(inorder[rootIndex] == *preorder)
break;
}
//Left
BinaryTreeFromOrderings(inorder, preorder +1, rootIndex);
//Right
BinaryTreeFromOrderings(inorder + rootIndex + 1, preorder + rootIndex + 1, length - (rootIndex + 1));
cout<<node_value<<endl;
return;
}

int main(int argc, char* argv[])
{
printf("Hello World!\n");
char* pr="GDAFEMHZ";
char* in="ADEFGHMZ";

BinaryTreeFromOrderings(in, pr, 8);

printf("\n");
return 0;
}