【劍指offer】二叉樹——重建二叉樹

package cn.dzp.flyroc.offer;

import java.util.Arrays;

public class TreeNodeDemo {

    /*題目描述：輸入某二叉樹的前序遍歷的結果，請重建出該二叉樹
    * 假設輸入的前序遍歷和中序遍歷的結果中都不含重複的數字。
    * 例如：輸入前序遍歷的序列{1,2,4，7,3，5,6,8}和
    * 中序遍歷序列{4,7,2,1,5,3,8,6}，則重建二叉樹並返回*/

    /*思路：先找出根節點，而後利用遞歸方法構造二叉樹
        * 在二叉樹的前序遍歷序列中，第一個數字老是樹的根結點的值。
        * 但在中序遍歷序列中，根結點的值在序列的中間，
        * 左子樹的結點的值位於根結點的值的左邊，
        * 而右子樹的結點的值位於根結點的值的右邊。
        * 所以咱們須要掃描中序遍歷序列，才能找到根結點的值。*/

    /*先序遍歷的第一個元素爲根節點，在中序遍歷中找到這個根節點，從而能夠將中序遍歷分爲左右兩個部分，
        左邊部分爲左子樹的中序遍歷，右邊部分爲右子樹的中序遍歷，進而也能夠將先序遍歷除第一個元素之外的剩餘部分分爲兩個部分，
        第一個部分爲左子樹的先序遍歷，第二個部分爲右子樹的先序遍歷。
        由上述分析結果，能夠遞歸調用構建函數，根據左子樹、右子樹的先序、中序遍歷重建左、右子樹*/

    //代碼實現
    public static class TreeNode{       //構建樹的節點類

        int val;
        TreeNode left;      //構建左子樹
        TreeNode right;     //構建右子樹

        //構造方法
        TreeNode(int x){
            val = x;
        }

        //重寫toString方法
        public String toString() {
            return "["+val+"——>"+left+" "+right+"]";
        }

    }

    //重建二叉樹
    public static TreeNode reConstructBinaryTree(int[] pre, int[] in){

        if (pre == null || in == null){     //判斷前序序列和中序序列是否爲空
            return null;
        }
        if (pre.length == 0 || in.length == 0){     //判斷前序序列和中序序列的長度是否爲0
            return null;
        }
        if (pre.length != in.length){       //判斷前序序列的長度是否等於中序序列
            return null;
        }

        TreeNode root = new TreeNode(pre[0]);       //構建根節點


        for (int i = 0; i < pre.length; i++){       //遍歷前序序列

            if (pre[0] == in[i]){       //判斷前序序列的根節點（第一個節點）是否與中序序列的其中一個節點相同

                root.left = reConstructBinaryTree(Arrays.copyOfRange(pre, 1, i+1),      //將數組pre從1開始複製直到i+1
                        Arrays.copyOfRange(in, 0, i));      //構建左子樹；    //將數組in從0開始複製到i

                root.right = reConstructBinaryTree(Arrays.copyOfRange(pre, i+1, pre.length),        //將數組從i+1開始複製到數組的最後一個元素
                        Arrays.copyOfRange(in, i+1, pre.length));       //構建右子樹
            }
        }
        return root;
    }

    public static void main(String[] args){

        //前序序列
        int[] pre = {1,2,4,7,3,5,6,8};
        System.out.println("這是前序序列："+Arrays.toString(pre));

        //中序序列
        int[] in = {4,7,2,1,5,3,8,6};
        System.out.println("這是中序序列："+Arrays.toString(in));

        TreeNode treeNode = reConstructBinaryTree(pre, in);
        System.out.println("重建後的序列："+treeNode);
    }

}