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2023-08-22 13:50:24 +08:00
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@@ -3453,7 +3453,7 @@
<p>给定一个二叉树的前序遍历 <code>preorder</code> 和中序遍历 <code>inorder</code> ,请从中构建二叉树,返回二叉树的根节点。</p>
</div>
<p><img alt="构建二叉树的示例数据" src="../build_binary_tree_problem.assets/build_tree_example.png" /></p>
<p align="center">构建二叉树的示例数据 </p>
<p align="center"> 12-5 &nbsp; 构建二叉树的示例数据 </p>
<h3 id="1">1. &nbsp; 判断是否为分治问题<a class="headerlink" href="#1" title="Permanent link">&para;</a></h3>
<p>原问题定义为从 <code>preorder</code><code>inorder</code> 构建二叉树。我们首先从分治的角度分析这道题:</p>
@@ -3466,17 +3466,17 @@
<p>根据以上分析,这道题是可以使用分治来求解的,但问题是:<strong>如何通过前序遍历 <code>preorder</code> 和中序遍历 <code>inorder</code> 来划分左子树和右子树呢</strong></p>
<p>根据定义,<code>preorder</code><code>inorder</code> 都可以被划分为三个部分:</p>
<ul>
<li>前序遍历:<code>[ 根节点 | 左子树 | 右子树 ]</code> ,例如<code>[ 3 | 9 | 2 1 7 ]</code></li>
<li>中序遍历:<code>[ 左子树 | 根节点 右子树 ]</code> ,例如<code>[ 9 | 3 | 1 2 7 ]</code></li>
<li>前序遍历:<code>[ 根节点 | 左子树 | 右子树 ]</code> ,例如图 12-5 的树对应 <code>[ 3 | 9 | 2 1 7 ]</code></li>
<li>中序遍历:<code>[ 左子树 | 根节点 右子树 ]</code> ,例如图 12-5 的树对应 <code>[ 9 | 3 | 1 2 7 ]</code></li>
</ul>
<p>以上图数据为例,我们可以通过图所示的步骤得到划分结果:</p>
<p>以上图数据为例,我们可以通过图 12-6 所示的步骤得到划分结果:</p>
<ol>
<li>前序遍历的首元素 3 是根节点的值。</li>
<li>查找根节点 3 在 <code>inorder</code> 中的索引,利用该索引可将 <code>inorder</code> 划分为 <code>[ 9 | 3 1 2 7 ]</code></li>
<li>根据 <code>inorder</code> 划分结果,易得左子树和右子树的节点数量分别为 1 和 3 ,从而可将 <code>preorder</code> 划分为 <code>[ 3 | 9 | 2 1 7 ]</code></li>
</ol>
<p><img alt="在前序和中序遍历中划分子树" src="../build_binary_tree_problem.assets/build_tree_preorder_inorder_division.png" /></p>
<p align="center">在前序和中序遍历中划分子树 </p>
<p align="center"> 12-6 &nbsp; 在前序和中序遍历中划分子树 </p>
<h3 id="3">3. &nbsp; 基于变量描述子树区间<a class="headerlink" href="#3" title="Permanent link">&para;</a></h3>
<p>根据以上划分方法,<strong>我们已经得到根节点、左子树、右子树在 <code>preorder</code><code>inorder</code> 中的索引区间</strong>。而为了描述这些索引区间,我们需要借助几个指针变量:</p>
@@ -3485,8 +3485,8 @@
<li>将当前树的根节点在 <code>inorder</code> 中的索引记为 <span class="arithmatex">\(m\)</span></li>
<li>将当前树在 <code>inorder</code> 中的索引区间记为 <span class="arithmatex">\([l, r]\)</span></li>
</ul>
<p>表所示,通过以上变量即可表示根节点在 <code>preorder</code> 中的索引,以及子树在 <code>inorder</code> 中的索引区间。</p>
<p align="center">根节点和子树在前序和中序遍历中的索引 </p>
<p>如表 12-1 所示,通过以上变量即可表示根节点在 <code>preorder</code> 中的索引,以及子树在 <code>inorder</code> 中的索引区间。</p>
<p align="center"> 12-1 &nbsp; 根节点和子树在前序和中序遍历中的索引 </p>
<div class="center-table">
<table>
@@ -3516,9 +3516,9 @@
</tbody>
</table>
</div>
<p>请注意,右子树根节点索引中的 <span class="arithmatex">\((m-l)\)</span> 的含义是“左子树的节点数量”,建议配合图理解。</p>
<p>请注意,右子树根节点索引中的 <span class="arithmatex">\((m-l)\)</span> 的含义是“左子树的节点数量”,建议配合图 12-7 理解。</p>
<p><img alt="根节点和左右子树的索引区间表示" src="../build_binary_tree_problem.assets/build_tree_division_pointers.png" /></p>
<p align="center">根节点和左右子树的索引区间表示 </p>
<p align="center"> 12-7 &nbsp; 根节点和左右子树的索引区间表示 </p>
<h3 id="4">4. &nbsp; 代码实现<a class="headerlink" href="#4" title="Permanent link">&para;</a></h3>
<p>为了提升查询 <span class="arithmatex">\(m\)</span> 的效率,我们借助一个哈希表 <code>hmap</code> 来存储数组 <code>inorder</code> 中元素到索引的映射。</p>
@@ -3830,7 +3830,7 @@
</div>
</div>
</div>
<p>图展示了构建二叉树的递归过程,各个节点是在向下“递”的过程中建立的,而各条边(即引用)是在向上“归”的过程中建立的。</p>
<p> 12-8 展示了构建二叉树的递归过程,各个节点是在向下“递”的过程中建立的,而各条边(即引用)是在向上“归”的过程中建立的。</p>
<div class="tabbed-set tabbed-alternate" data-tabs="2:10"><input checked="checked" id="__tabbed_2_1" name="__tabbed_2" type="radio" /><input id="__tabbed_2_2" name="__tabbed_2" type="radio" /><input id="__tabbed_2_3" name="__tabbed_2" type="radio" /><input id="__tabbed_2_4" name="__tabbed_2" type="radio" /><input id="__tabbed_2_5" name="__tabbed_2" type="radio" /><input id="__tabbed_2_6" name="__tabbed_2" type="radio" /><input id="__tabbed_2_7" name="__tabbed_2" type="radio" /><input id="__tabbed_2_8" name="__tabbed_2" type="radio" /><input id="__tabbed_2_9" name="__tabbed_2" type="radio" /><input id="__tabbed_2_10" name="__tabbed_2" type="radio" /><div class="tabbed-labels"><label for="__tabbed_2_1">&lt;1&gt;</label><label for="__tabbed_2_2">&lt;2&gt;</label><label for="__tabbed_2_3">&lt;3&gt;</label><label for="__tabbed_2_4">&lt;4&gt;</label><label for="__tabbed_2_5">&lt;5&gt;</label><label for="__tabbed_2_6">&lt;6&gt;</label><label for="__tabbed_2_7">&lt;7&gt;</label><label for="__tabbed_2_8">&lt;8&gt;</label><label for="__tabbed_2_9">&lt;9&gt;</label><label for="__tabbed_2_10">&lt;10&gt;</label></div>
<div class="tabbed-content">
<div class="tabbed-block">
@@ -3865,7 +3865,7 @@
</div>
</div>
</div>
<p align="center">构建二叉树的递归过程 </p>
<p align="center"> 12-8 &nbsp; 构建二叉树的递归过程 </p>
<p>设树的节点数量为 <span class="arithmatex">\(n\)</span> ,初始化每一个节点(执行一个递归函数 <code>dfs()</code> )使用 <span class="arithmatex">\(O(1)\)</span> 时间。<strong>因此总体时间复杂度为 <span class="arithmatex">\(O(n)\)</span></strong></p>
<p>哈希表存储 <code>inorder</code> 元素到索引的映射,空间复杂度为 <span class="arithmatex">\(O(n)\)</span> 。最差情况下,即二叉树退化为链表时,递归深度达到 <span class="arithmatex">\(n\)</span> ,使用 <span class="arithmatex">\(O(n)\)</span> 的栈帧空间。<strong>因此总体空间复杂度为 <span class="arithmatex">\(O(n)\)</span></strong></p>