LeetCode105. 从前序与中序遍历序列构造二叉树（2024秋季每日一题 49）

给定两个整数数组 preorder 和 inorder ，其中 preorder 是二叉树的先序遍历， inorder 是同一棵树的中序遍历，请构造二叉树并返回其根节点。

示例 1:

输入: preorder = [3,9,20,15,7], inorder = [9,3,15,20,7]
输出: [3,9,20,null,null,15,7]

示例 2:

输入: preorder = [-1], inorder = [-1]
输出: [-1]

提示:

• $1<=preorder.length<=3000$
• $inorder.length==preorder.length$
• $-3000<=preorder[i],inorder[i]<=3000$
• preorder 和 inorder 均 无重复 元素
• inorder 均出现在 preorder
• preorder 保证 为二叉树的前序遍历序列
• inorder 保证 为二叉树的中序遍历序列

思路：

• 递归构建每一个子树
• 对于当前子树，前序遍历的首个节点是根节点，中序遍历根节点左边遍历的是左子树，右边是右子树
• 所以先通过前序遍历找出子树根节点，构建根节点，通过中序遍历找出左子树，右子树，然后递归构建
• 让当前子树根节点左子节点指向左子树，右子节点指针指向右子树
• 返回子树根节点即可

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    TreeNode* buildTree(vector<int>& preorder, vector<int>& inorder) {
        int n = preorder.size();
        return buildTree(preorder, inorder, 0, n - 1, 0, n - 1);
    }
    TreeNode* buildTree(vector<int>& pv, vector<int>& iv, int pl, int pr, int il, int ir){
        if(pl > pr || il > ir) return nullptr; 
        TreeNode* root = new TreeNode(pv[pl]);
        int idx = il;
        while(iv[idx] != pv[pl]) idx++;
        root -> left = buildTree(pv, iv, pl + 1, pl + 1 + (idx-1-il), il, idx - 1);
        root -> right = buildTree(pv, iv, pl + 1 + (idx-il), pr, idx + 1, ir);
        return root;
    }
};