算法之二叉树中序前序序列 或后序 求解树

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这种题一般有二种形式,共同点是都已知中序序列。如果没有中序序列,是无法唯一确定一棵树的。

<1>已知二叉树的前序序列和中序序列,求解树。

1、确定树的根节点。树根是当前树中所有元素在前序遍历中最先出现的元素。

2、求解树的子树。找出根节点在中序遍历中的位置,根左边的所有元素就是左子树,根右边的所有元素就是右子树。若根节点左边或右边为空,则该方向子树为空;若根节点

边和右边都为空,则根节点已经为叶子节点。

3、递归求解树。将左子树和右子树分别看成一棵二叉树,重复1、2、3步,直到所有的节点完成定位。

<2>、已知二叉树的后序序列和中序序列,求解树。

1、确定树的根。树根是当前树中所有元素在后序遍历中最后出现的元素。

2、求解树的子树。找出根节点在中序遍历中的位置,根左边的所有元素就是左子树,根右边的所有元素就是右子树。若根节点左边或右边为空,则该方向子树为空;若根节点

边和右边都为空,则根节点已经为叶子节点。

3、递归求解树。将左子树和右子树分别看成一棵二叉树,重复1、2、3步,直到所有的节点完成定位。

测试用例:


<1>先序 中序 求 后序

输入:

先序序列:ABCDEGF

中序序列:CBEGDFA

输出后序:CGEFDBA

代码:

/* PreIndex: 前序序列字符串中子树的第一个节点在PreArray[]中的下标    InIndex:  中序序列字符串中子树的第一个节点在InArray[]中的下标 subTreeLen: 子树的字符串序列的长度 PreArray: 先序序列数组 InArray:中序序列数组*/void PreInCreateTree(BiTree &T,int PreIndex,int InIndex,int subTreeLen)//subTreeLen < 0 子树为空 if(subTreeLen <= 0){  T = NULL;  return; } else{  T = (BiTree)malloc(sizeof(BiTNode));  //创建根节点  T->data = PreArray[PreIndex];  //找到该节点在中序序列中的位置  int index = strchr(InArray,PreArray[PreIndex]) - InArray;  //左子树结点个数  int LenF = index - InIndex;  //创建左子树  PreInCreateTree(T->lchild,PreIndex + 1,InIndex,LenF);  //右子树结点个数(总结点 - 根节点 - 左子树结点)  int LenR = subTreeLen - 1 - LenF;  //创建右子树  PreInCreateTree(T->rchild,PreIndex + LenF + 1,index + 1,LenR); }}

主函数调用:

BiTree T; PreInCreateTree(T,0,0,strlen(InArray)); PostOrder(T);



另一种算法:

/* PreS       先序序列的第一个元素下标    PreE       先序序列的最后一个元素下标 InS        中序序列的第一个元素下标  InE        先序序列的最后一个元素下标   PreArray   先序序列数组 InArray    中序序列数组*/void PreInCreateTree(BiTree &T,int PreS ,int PreE ,int InS ,int InE)int RootIndex; //先序第一个字符 T = (BiTree)malloc(sizeof(BiTNode));  T->data = PreArray[PreS]; //寻找该结点在中序序列中的位置 for(int i = InS;i <= InE;i++){  if(T->data == InArray[i]){   RootIndex = i;   break;  } } //根结点的左子树不为空 if(RootIndex != InS){  //以根节点的左结点为根建树  PreInCreateTree(T->lchild,PreS+1,(RootIndex-InS)+PreS,InS,RootIndex-1); } else{  T->lchild = NULL; } //根结点的右子树不为空 if(RootIndex != InE){  //以根节点的右结点为根建树  PreInCreateTree(T->rchild,PreS+1+(RootIndex-InS),PreE,RootIndex+1,InE); } else{  T->rchild = NULL; }}
主函数调用:
PreInCreateTree(T,0,strlen(PreArray)-1,0,strlen(InArray)-1);


具体讲解请看:点击打开链接


<2>中序 后序 求先序

输入:

中序序列:CBEGDFA

后序序列:CGEFDBA

输出先序:ABCDEGF


代码:

/* PostIndex: 后序序列字符串中子树的最后一个节点在PreArray[]中的下标    InIndex:  中序序列字符串中子树的第一个节点在InArray[]中的下标 subTreeLen: 子树的字符串序列的长度 PostArray: 后序序列数组 InArray:中序序列数组*/void PostInCreateTree(BiTree &T,int PostIndex,int InIndex,int subTreeLen)//subTreeLen < 0 子树为空 if(subTreeLen <= 0){  T = NULL;  return; } else{  T = (BiTree)malloc(sizeof(BiTNode));  //创建根节点  T->data = PostArray[PostIndex];  //找到该节点在中序序列中的位置  int index = strchr(InArray,PostArray[PostIndex]) - InArray;  //左子树结点个数  int LenF = index - InIndex;  //创建左子树  PostInCreateTree(T->lchild,PostIndex - (subTreeLen - 1 - LenF) - 1,InIndex,LenF);  //右子树结点个数(总结点 - 根节点 - 左子树结点)  int LenR = subTreeLen - 1 - LenF;  //创建右子树  PostInCreateTree(T->rchild,PostIndex-1,index + 1,LenR); }}

主函数调用:

BiTree T2; PostInCreateTree(T2,strlen(PostArray) - 1,0,strlen(InArray)); PreOrder(T2);




完整代码:

#include<iostream>#include<string>using namespace std;//二叉树结点typedef struct BiTNode{ //数据 char data; //左右孩子指针 struct BiTNode *lchild,*rchild;}BiTNode,*BiTree;//先序序列char PreArray[101] = "ABCDEGF";//中序序列char InArray[101] = "CBEGDFA";//后序序列char PostArray[101] = "CGEFDBA";/* PreIndex: 前序序列字符串中子树的第一个节点在PreArray[]中的下标    InIndex:  中序序列字符串中子树的第一个节点在InArray[]中的下标 subTreeLen: 子树的字符串序列的长度 PreArray: 先序序列数组 InArray:中序序列数组*/void PreInCreateTree(BiTree &T,int PreIndex,int InIndex,int subTreeLen)//subTreeLen < 0 子树为空 if(subTreeLen <= 0){  T = NULL;  return; } else{  T = (BiTree)malloc(sizeof(BiTNode));  //创建根节点  T->data = PreArray[PreIndex];  //找到该节点在中序序列中的位置  int index = strchr(InArray,PreArray[PreIndex]) - InArray;  //左子树结点个数  int LenF = index - InIndex;  //创建左子树  PreInCreateTree(T->lchild,PreIndex + 1,InIndex,LenF);  //右子树结点个数(总结点 - 根节点 - 左子树结点)  int LenR = subTreeLen - 1 - LenF;  //创建右子树  PreInCreateTree(T->rchild,PreIndex + LenF + 1,index + 1,LenR); }}/* PostIndex: 后序序列字符串中子树的最后一个节点在PreArray[]中的下标    InIndex:  中序序列字符串中子树的第一个节点在InArray[]中的下标 subTreeLen: 子树的字符串序列的长度 PostArray: 后序序列数组 InArray:中序序列数组*/void PostInCreateTree(BiTree &T,int PostIndex,int InIndex,int subTreeLen)//subTreeLen < 0 子树为空 if(subTreeLen <= 0){  T = NULL;  return; } else{  T = (BiTree)malloc(sizeof(BiTNode));  //创建根节点  T->data = PostArray[PostIndex];  //找到该节点在中序序列中的位置  int index = strchr(InArray,PostArray[PostIndex]) - InArray;  //左子树结点个数  int LenF = index - InIndex;  //创建左子树  PostInCreateTree(T->lchild,PostIndex - (subTreeLen - 1 - LenF) - 1,InIndex,LenF);  //右子树结点个数(总结点 - 根节点 - 左子树结点)  int LenR = subTreeLen - 1 - LenF;  //创建右子树  PostInCreateTree(T->rchild,PostIndex-1,index + 1,LenR); }}//先序遍历  void PreOrder(BiTree T){      if(T != NULL){    //访问根节点    printf("%c ",T->data);        //访问左子结点          PreOrder(T->lchild);          //访问右子结点          PreOrder(T->rchild);       }  }  //后序遍历  void PostOrder(BiTree T){      if(T != NULL){          //访问左子结点          PostOrder(T->lchild);          //访问右子结点          PostOrder(T->rchild);   //访问根节点    printf("%c ",T->data);    }  }  int main(){ BiTree T; PreInCreateTree(T,0,0,strlen(InArray)); PostOrder(T); printf("\n"); BiTree T2; PostInCreateTree(T2,strlen(PostArray) - 1,0,strlen(InArray)); PreOrder(T2);    return 0;}


           

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