177.二叉树：从前序与中序遍历序列构造二叉树（力扣）

代码解决

/*** 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 {
public:// 递归函数，用于从前序和中序遍历序列中构建二叉树TreeNode* traversal(vector<int>& preorder, int preorderBegin, int preorderEnd, vector<int>& inorder, int inorderBegin, int inorderEnd) {// 如果前序遍历序列为空，返回空指针if (preorderBegin == preorderEnd) return nullptr;// 获取前序遍历序列的第一个值作为当前子树的根节点值int rootVal = preorder[preorderBegin];TreeNode* root = new TreeNode(rootVal);// 如果前序遍历序列只有一个值，返回根节点if (preorder.size() == 1) return root;// 在中序遍历序列中找到根节点值的位置int delimiterIndex;for (delimiterIndex = inorderBegin; delimiterIndex < inorderEnd; delimiterIndex++) {if (inorder[delimiterIndex] == rootVal)break;}// 划分左子树和右子树的中序遍历序列int leftInorderBegin = inorderBegin;int leftInorderEnd = delimiterIndex;int rightInorderBegin = delimiterIndex + 1;int rightInorderEnd = inorderEnd;// 划分左子树和右子树的前序遍历序列int leftPreorderBegin = preorderBegin + 1;int leftPreorderEnd = preorderBegin + 1 + delimiterIndex - inorderBegin;int rightPreorderBegin = preorderBegin + 1 + (delimiterIndex - inorderBegin);int rightPreorderEnd = preorderEnd;// 递归构建左子树和右子树root->left = traversal(preorder, leftPreorderBegin, leftPreorderEnd, inorder, leftInorderBegin, leftInorderEnd);root->right = traversal(preorder, rightPreorderBegin, rightPreorderEnd, inorder, rightInorderBegin, rightInorderEnd);// 返回构建好的根节点return root;}// 主函数，从前序和中序遍历序列中构建二叉树TreeNode* buildTree(vector<int>& preorder, vector<int>& inorder) {// 如果中序或前序遍历序列为空，返回空指针if (inorder.size() == 0 || preorder.size() == 0) return nullptr;// 参数坚持左闭右开的原则return traversal(preorder, 0, preorder.size(), inorder, 0, inorder.size());}
};

1. 定义一个递归函数 traversal，它接受前序遍历序列、前序遍历序列的起始和结束索引、中序遍历序列、中序遍历序列的起始和结束索引作为参数。
2. 首先检查前序遍历序列是否为空，如果是，返回空指针。
3. 获取前序遍历序列的第一个值，这个值就是当前子树的根节点的值。
4. 在中序遍历序列中找到根节点值的位置，并将其作为分隔点，将中序遍历序列划分为左子树和右子树的中序遍历序列。
5. 同样地，将前序遍历序列划分为左子树和右子树的前序遍历序列。
6. 递归地调用 traversal 函数来构建左子树和右子树。
7. 返回构建好的根节点。
8. 在 buildTree 函数中，首先检查中序或前序遍历序列是否为空，如果是，返回空指针。然后调用 traversal 函数来构建二叉树。

这个算法的时间复杂度是 O(n)，因为每个节点都会被访问一次，其中 n 是树中节点的数量。空间复杂度也是 O(n)，因为需要存储递归调用的栈。