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[数据结构与算法]根据先序遍历和中序遍历创建一颗二叉树

题目:设一颗二叉树中各节点的值互不相同,其先序遍历序列和中序遍历序列分别存于两个一维数组A、B中,试编写算法建立该二叉树的二叉链表

递归方式

这道题答案是使用递归创建的,思路是把中序序列看做一个个的块,每个块代表一颗子树中各结点的集合(一整块代表整棵树的左右结点),根据先序序列得到这颗子树的根结点,不断缩小块的大小,直到一个块只剩下一个结点。
递归函数有四个主要参数:块在先序序列和后序序列中的位置


下面的代码是答案给出的代码:

void Creat(ElemType A[], ElemType B[], int l1, int h1, int l2, int h2)
{
	//l1, h1为先序的第一和最后一个结点的下标,l2, h2为中序的第一个和最后一个结点的下标
	//初始调用时,l1 = l2 = 1, h1 = h2 = n
	root = (BiNode*)malloc(sizeof(BiNode));		//创建根结点
	root->data = A[l1];							//根结点
	for(int i = l2; B[i] != root->data; i++);	//找到中序序列中根结点位置
	int llen = i - l2;
	int rlen = h2 - i;							//左右子树长度
	if(llen)									//递归创建左子树
		root->lchild = Creat(A, B, l1 + 1, l1 + llen, l2, l2 + llen - 1);
	else
		root->lchild = NULL;
	if(rlen)									//递归创建右子树
		root->rchild = Creat(A, B, h1 - rlen + 1, h1, h2 - rlen + 1, h2);
	else
		root->rchild = NULL;
	return root;								//返回根结点指针
}

非递归方式

答案只给出了递归方式的创建方法,那么该如何非递归方式创建呢?
考虑到先序序列和后序序列分别对应着入栈序列和出栈序列,可以从出入栈的角度入手。
在这里插入图片描述
分析两个序列,可以看到:每次入栈时,都是将入栈结点作为左孩子的,而出栈一次,就把当前结点改为其父节点,下次入栈,将入栈元素作为右孩子
因此可以得到创建树的步骤为:
(使用一个结点类型的二重指针p作为当前处理结点)

  1. 创建一个结点(*p),结点数据赋值为A[i]
    将处理结点p变为这个结点的左孩子 : p = &((*p)->left)
  2. 比较栈顶元素与B[j]:
    如果相等,说明要出栈,出栈并且将处理结点p变为出栈结点的右孩子:Pop(&m), p = &(m->right), j++,继续2,直到不相等为止
    如果不相等,转1(直到j的值等于结点数量退出循环)

根据步骤得到下面代码:

/** 使用先序遍历和后序遍历创建一颗树 */
void CreatTree(Bitree** root)
{
    //默认 *root = NULL
    Bitree **ptr = root;                          //工作指针
    Bitree *p = NULL;                             //出栈指针
    int n, i, j;
    int A[MAX_SIZE] = {0}, B[MAX_SIZE] = {0};    //两个序列都存放在数组里面

    Bitree* stack[MAX_SIZE];
    int ps = -1;                                 //栈顶指针

    printf("输入结点数量:");
    scanf("%d", &n);

    for(i = 0; i < n; i++)                       //输入
        scanf("%d", &A[i]);
    for(i = 0; i < n; i++)
        scanf("%d", &B[i]);

    i = 0, j = 0;
    while(j < n)                                //创建
    {
        (*ptr) = (Bitree*)malloc(sizeof(Bitree));
        (*ptr)->data = A[i++];
        (*ptr)->left = NULL;
        (*ptr)->right = NULL;

        stack[++ps] = *ptr;       //入栈
        ptr = &((*ptr)->left);
        while(ps >= 0 && stack[ps]->data == B[j])
        {
            p = stack[ps--];      //出栈
            ptr = &(p->right);
            j++;
        }
    }
}
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加:2021-07-11 16:51:09  更:2021-07-11 16:53:12 
 
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