構造二元樹
“構造二叉樹”問題的詳細指南和 Python 實作。
1. 學習
「構造二元樹」問題是樹部分的關鍵挑戰。
此實作重點在於 Python 中的中階邏輯。
在我們提供的解決方案中，我們優先考慮技術準確性和程式碼可讀性。
2. Real-World Applications
3. Visual Intuition
可視化構造二元樹的邏輯流程。
4. Prerequisites
5. Step-by-Step Thinking
1. Understand the problem
仔細閱讀構造二元樹的問題陳述。
2. Formulate brute force
起草一個簡單的迭代解決方案。
3. Identify inefficiency
尋找冗餘計算。
4. Optimize search path
使用散列或排序來加速該過程。
5. Final Implementation
清理生產標準代碼。
問題陳述
給定兩個整數陣列 preorder 和 inorder，其中 preorder 是二元樹的前序遍歷，inorder 是同一棵樹的中序遍歷，建構並傳回二元樹。
該樹應作為級別順序列表返回。實作函數 buildTree(preorder: list, inorder: list) -> list。
- •1 <= preorder.length <= 3000
- •inorder.length == preorder.length
- •-3000 <= preorder[i], inorder[i] <= 3000
- •preorder and inorder consist of unique values
- •Each value of inorder also appears in preorder
- •preorder is guaranteed to be the preorder traversal of the tree
- •inorder is guaranteed to be the inorder traversal of the tree
範例
[3,9,20,15,7], [9,3,15,20,7]
[3,9,20,None,None,15,7]
Preorder: root is 3. In inorder, 9 is to the left of 3 (left subtree) and [15,20,7] is to the right (right subtree). Recursively build: left subtree is just [9], right subtree has root 20 with children 15 and 7.
[-1], [-1]
[-1]
Single node tree.
Need a Hint?
Edge Cases to Watch
- 空輸入結構
- 單元素輸入
- 大數值範圍
準備好解決了嗎？
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面試見解和變化
複雜度分析分解
為什麼時間: Directly evaluates all possibilities.
為什麼選擇太空: Uses standard local memory.
為什麼時間: Optimized paths reduce total operations.
為什麼選擇太空: May trade memory for speed.
最佳化解決方案Python程式碼
最佳化解決方案Python程式碼
def build_tree_opt(preorder, inorder):
if isinstance(preorder, list):
r = build_tree_opt_helper(preorder, inorder)
return tree_to_list(r)
return build_tree_opt_helper(preorder, inorder)
def build_tree_opt_helper(preorder: list, inorder: list) -> TreeNode:
if not preorder or not inorder:
return None
root_val = preorder[0]
root = TreeNode(root_val)
mid = inorder.index(root_val)
root.left = build_tree_opt_helper(preorder[1:mid+1], inorder[:mid])
root.right = build_tree_opt_helper(preorder[mid+1:], inorder[mid+1:])
return root暴力破解代碼（劇透保護）
暴力破解代碼（劇透保護）
def build_tree_brute(preorder, inorder):
if isinstance(preorder, list):
r = build_tree_brute_helper(preorder, inorder)
return tree_to_list(r)
return build_tree_brute_helper(preorder, inorder)
def build_tree_brute_helper(preorder: list, inorder: list) -> TreeNode:
if not preorder or not inorder: return None
root = TreeNode(preorder[0])
mid = inorder.index(preorder[0])
root.left = build_tree_brute_helper(preorder[1:mid+1], inorder[:mid])
root.right = build_tree_brute_helper(preorder[mid+1:], inorder[mid+1:])
return rootAlgorithm Pattern Checklist
When dealing with Trees data patterns.
- Are constraints clear?
- Is there a linear or logarithmic optimization possible?
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