文章目录

一、二叉树的重建
- （一）面试题07. 重建二叉树
- （二）分析该题目
- （三）java代码实现
- （四）IDEA调试代码，详细查看构建的过程
- （五）附Arrays.copyOfRange()的用法
二、小郑有话说

一、二叉树的重建

在LeetCode中有这么一道算法题：《重建二叉树》

（一）面试题07. 重建二叉树

面试题07. 重建二叉树

输入某二叉树的前序遍历和中序遍历的结果，请重建该二叉树。假设输入的前序遍历和中序遍历的结果中都不含重复的数字。

例如，给出

前序遍历 preorder = [3,9,20,15,7]
中序遍历 inorder = [9,3,15,20,7]

返回如下的二叉树：

    3/ \9  20/  \15   7

限制：

0 <= 节点个数 <= 5000

（二）分析该题目

从题目中可以看到，给出了两个数组，一个书前序遍历二叉树得出的结果，一个是中序遍历二叉树得出的结果。

利用这两个结果，来还原出一颗二叉树。

首先你要知道什么是前序遍历和中序遍历。你还要知道，给你一颗二叉树，使用这些遍历的算法怎么得到遍历的结果，不然是没办法继续完成重建二叉树的。

如果你还不输入二叉树的遍历，可以看这篇文章：
《我是怎么一步一步调试出来二叉树的遍历(超精彩配图)，二叉树遍历再也不用愁了》

先来看一下前序遍历

如下图所示，前序遍历就是：根—左—右

再来看一下中序遍历：

终须遍历则是：左—根—右

最终就得到的这样的数组：

前序遍历 preorder = [3,9,20,15,7]
中序遍历 inorder = [9,3,15,20,7]

如果你够细心的话，会发现前序遍历的第一个是3，而这个3就是整颗二叉树的根节点;

在看一下中序的结果：

如下图所示，如果我们把中序中3所在的位置的左右两部分分割开，就得到了根节点3的所有左边和右边的节点。

[9],[3],[15,20,7]

不难发现，如果我们以此类推的话，就可以还原出一颗二叉树。

（三）java代码实现

package tree;import java.util.Arrays;/*** @Auther: truedei* @Date: 2020 /20-6-9 12:00* @Description: 二叉树重建*/
public class Solution {/*** 根据前序和中序遍历的二叉树的结果构建二叉树* @param preorder  前序遍历结果的数组* @param inorder   中序遍历结果的数组* @return  返回一个构建好的二叉树*/static public TreeNode buildTree(int[] preorder, int[] inorder) {if(preorder==null || preorder.length==0)return null;//1，获取树的根节点的value值TreeNode root = new TreeNode(preorder[0]);//2，查找每一次根节点在中序遍历结果中的位置int index = findIndex(preorder[0],inorder);//3,构建left左子树
//        root.left = buildTree(左子树前序数组，左子树中序数组)root.left = buildTree(Arrays.copyOfRange(preorder,1,index + 1 ),Arrays.copyOfRange(inorder,0,index));//4，构建reght右子树
//        root.right=buildTree(右子树前序数组，右子树中序数组)root.right = buildTree(Arrays.copyOfRange(preorder,index+1,preorder.length),Arrays.copyOfRange(inorder,index+1,inorder.length));return root;}/*** 查找根的index（在中序中的位置）的函数* @param preorderData 节点* @param inorder 每一次的中序数组* @return 索引位置*/static  public int findIndex(int preorderData, int[] inorder){for (int i = 0; i < inorder.length; i++) {if(inorder[i]==preorderData)return i;}return 0;}public static void main(String[] args) {TreeNode treeNode = buildTree(new int[]{3,9,20,15,7}, new int[]{9,3,15,20,7});theFirstTraversal(treeNode);}//先序遍历 用于测试最终的结果是否正确public static void theFirstTraversal(TreeNode root) {System.out.println(root.val);if (root.left != null) {  //使用递归进行遍历左孩子theFirstTraversal(root.left);}if (root.right != null) {  //递归遍历右孩子theFirstTraversal(root.right);}}
}

核心代码：

用于递归构建二叉树

 /*** 根据前序和中序遍历的二叉树的结果构建二叉树* @param preorder  前序遍历结果的数组* @param inorder   中序遍历结果的数组* @return  返回一个构建好的二叉树*/static public TreeNode buildTree(int[] preorder, int[] inorder) {if(preorder==null || preorder.length==0)return null;//1，获取树的根节点的value值TreeNode root = new TreeNode(preorder[0]);//2，查找每一次根节点在中序遍历结果中的位置int index = findIndex(preorder[0],inorder);//3,构建left左子树
//        root.left = buildTree(左子树前序数组，左子树中序数组)root.left = buildTree(Arrays.copyOfRange(preorder,1,index + 1 ),Arrays.copyOfRange(inorder,0,index));//4，构建reght右子树
//        root.right=buildTree(右子树前序数组，右子树中序数组)root.right = buildTree(Arrays.copyOfRange(preorder,index+1,preorder.length),Arrays.copyOfRange(inorder,index+1,inorder.length));return root;}/*** 查找根的index（在中序中的位置）的函数* @param preorderData 节点* @param inorder 每一次的中序数组* @return 索引位置*/static  public int findIndex(int preorderData, int[] inorder){for (int i = 0; i < inorder.length; i++) {if(inorder[i]==preorderData)return i;}return 0;}

一定有十万个为什么，为什么要这样写，其实写法有很多。接下来咱们一起来调试一下，看看执行时是什么样子的。

（四）IDEA调试代码，详细查看构建的过程

我这里使用的工具是IDEA。

为了方便调试，便于查看每一次执行的结果，我们先打上断点。

然后Debug运行此java文件，如下图所示，就是最初运行的结果

进一步了解一下：

可以看到现在传入的前序数组和中序数组分别为：

前序遍历 preorder = [3,9,20,15,7]
中序遍历 inorder = [9,3,15,20,7]

一定要有印象哦

下图就是看到的我们接着上一个图下一步之后的结果。

在这个操作了，我们起作用的是TreeNode root = new TreeNode(preorder[0]);

我们拿到了前序数组0号位置的数据，至于为什么一定要拿到前序数组中的0号位置的数据，可以看一下下面的图。解释的很清楚了。

下一步之后，就会看到下面的结果;

这里我们要去查找拿到的3在中序数组中的所在的位置

至于为什么，请看下图

这里就不在说明Arrays.copyOfRange()的作用了，请看（五）附Arrays.copyOfRange()的用法，给大家准备好了。

接下来就要使用拿到的index，去构建一个左节点了

继续下一步

开始构造3右边所有的节点：

这样我们就拿到了20的左节点

现在就可以构造出最后一个节点了，不过因为是顺序执行的，所以省略n步

验证是否正确：

到此为止，结束了。

经过Debug一遍，心里一定很清晰了。

（五）附Arrays.copyOfRange()的用法

与使用System.arraycopy进行数组复制类似的， Arrays提供了一个copyOfRange方法进行数组复制。

Arrays.copyOfRange()的格式如下：

第一个参数表示源数组

第二个参数表示开始位置(取得到)

第三个参数表示结束位置(取不到)

copyOfRange(int[] original, int from, int to)

实例代码：

import java.util.Arrays;
public class HelloWorld {public static void main(String[] args) {int a[] = new int[] { 18, 62, 68, 82, 65, 9 };// 不同的是System.arraycopy，需要事先准备好目标数组，并分配长度。// copyOfRange只需要源数组就就可以了，通过返回值，就能够得到目标数组了。// 除此之外，需要注意的是 copyOfRange 的第3个参数，表示源数组的结束位置，是取不到的。// copyOfRange(int[] original, int from, int to)// 第一个参数表示源数组// 第二个参数表示开始位置(取得到)// 第三个参数表示结束位置(取不到)int[] b = Arrays.copyOfRange(a, 0, 3);for (int i = 0; i < b.length; i++) {System.out.print(b[i] + "\t");//18    62    68}//　溢位复制System.out.println();int[] C = Arrays.copyOfRange(a, 0, 7);for (int i = 0; i <C.length; i++) {System.out.print(C[i] + "\t");//18    62    68    82    65    9    0}}
}

这里参考地址：

Java基础学习——复制数组の——Arrays.copyOfRange()方法讲解

二、小郑有话说

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作者：TrueDei
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