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  • 二叉树前序、中序、后序遍历相互求法

    今天来总结下二叉树前序、中序、后序遍历相互求法,即如果知道两个的遍历,如何求第三种遍历方法,比较笨的方法是画出来二叉树,然后根据各种遍历不同的特性来求,也可以编程求出,下面我们分别说明。

    首先,我们看看前序、中序、后序遍历的特性: 
    前序遍历: 
        1.访问根节点 
        2.前序遍历左子树 
        3.前序遍历右子树 
    中序遍历: 
        1.中序遍历左子树 
        2.访问根节点 
        3.中序遍历右子树 
    后序遍历: 
        1.后序遍历左子树 
        2.后序遍历右子树 
        3.访问根节点

    一、已知前序、中序遍历,求后序遍历

    例:

    前序遍历:         GDAFEMHZ

    中序遍历:         ADEFGHMZ

    画树求法:
    第一步,根据前序遍历的特点,我们知道根结点为G

    第二步,观察中序遍历ADEFGHMZ。其中root节点G左侧的ADEF必然是root的左子树,G右侧的HMZ必然是root的右子树。

     第三步,观察左子树ADEF,左子树的中的根节点必然是大树的root的leftchild。在前序遍历中,大树的root的leftchild位于root之后,所以左子树的根节点为D。

    第四步,同样的道理,root的右子树节点HMZ中的根节点也可以通过前序遍历求得。在前序遍历中,一定是先把root和root的所有左子树节点遍历完之后才会遍历右子树,并且遍历的左子树的第一个节点就是左子树的根节点。同理,遍历的右子树的第一个节点就是右子树的根节点。

    第五步,观察发现,上面的过程是递归的。先找到当前树的根节点,然后划分为左子树,右子树,然后进入左子树重复上面的过程,然后进入右子树重复上面的过程。最后就可以还原一棵树了。该步递归的过程可以简洁表达如下:

    1 确定根,确定左子树,确定右子树。

    2 在左子树中递归。

    3 在右子树中递归。

    4 打印当前根。

    那么,我们可以画出这个二叉树的形状:

    那么,根据后序的遍历规则,我们可以知道,后序遍历顺序为:AEFDHZMG

    编程求法:(依据上面的思路,写递归程序)

     1 #include <iostream>  
     2 #include <fstream>  
     3 #include <string>  
     4 
     5 struct TreeNode
     6 {
     7   struct TreeNode* left;
     8   struct TreeNode* right;
     9   char  elem;
    10 };
    11 
    12 void BinaryTreeFromOrderings(char* inorder, char* preorder, int length)
    13 {
    14   if(length == 0)
    15     {
    16       //cout<<"invalid length";
    17       return;
    18     }
    19   TreeNode* node = new TreeNode;//Noice that [new] should be written out.
    20   node->elem = *preorder;
    21   int rootIndex = 0;
    22   for(;rootIndex < length; rootIndex++)
    23     {
    24       if(inorder[rootIndex] == *preorder)
    25       break;
    26     }
    27   //Left
    28   BinaryTreeFromOrderings(inorder, preorder +1, rootIndex);
    29   //Right
    30   BinaryTreeFromOrderings(inorder + rootIndex + 1, preorder + rootIndex + 1, length - (rootIndex + 1));
    31   cout<<node->elem<<endl;
    32   return;
    33 }
    34 
    35 
    36 int main(int argc, char* argv[])
    37 {
    38     printf("Hello World!
    ");
    39     char* pr="GDAFEMHZ";
    40     char* in="ADEFGHMZ";
    41   
    42     BinaryTreeFromOrderings(in, pr, 8);
    43 
    44     printf("
    ");
    45     return 0;
    46 }

    输出的结果为:AEFDHZMG

    二、已知中序和后序遍历,求前序遍历

    依然是上面的题,这次我们只给出中序和后序遍历:

    中序遍历:       ADEFGHMZ

    后序遍历:       AEFDHZMG

    画树求法:
    第一步,根据后序遍历的特点,我们知道后序遍历最后一个结点即为根结点,即根结点为G。

    第二步,观察中序遍历ADEFGHMZ。其中root节点G左侧的ADEF必然是root的左子树,G右侧的HMZ必然是root的右子树。

    第三步,观察左子树ADEF,左子树的中的根节点必然是大树的root的leftchild。在前序遍历中,大树的root的leftchild位于root之后,所以左子树的根节点为D。

    第四步,同样的道理,root的右子树节点HMZ中的根节点也可以通过前序遍历求得。在前后序遍历中,一定是先把root和root的所有左子树节点遍历完之后才会遍历右子树,并且遍历的左子树的第一个节点就是左子树的根节点。同理,遍历的右子树的第一个节点就是右子树的根节点。

    第五步,观察发现,上面的过程是递归的。先找到当前树的根节点,然后划分为左子树,右子树,然后进入左子树重复上面的过程,然后进入右子树重复上面的过程。最后就可以还原一棵树了。该步递归的过程可以简洁表达如下:

    1 确定根,确定左子树,确定右子树。

    2 在左子树中递归。

    3 在右子树中递归。

    4 打印当前根。

    这样,我们就可以画出二叉树的形状,如上图所示,这里就不再赘述。

    那么,前序遍历:         GDAFEMHZ

    编程求法:(并且验证我们的结果是否正确)

    #include <iostream>
    #include <fstream>
    #include <string>
    
    struct TreeNode
    {
        struct TreeNode* left;
        struct TreeNode* right;
        char  elem;
    };
    
    
    TreeNode* BinaryTreeFromOrderings(char* inorder, char* aftorder, int length)
    {
        if(length == 0)
        {
            return NULL;
        }
        TreeNode* node = new TreeNode;//Noice that [new] should be written out.
        node->elem = *(aftorder+length-1);
        std::cout<<node->elem<<std::endl;
        int rootIndex = 0;
        for(;rootIndex < length; rootIndex++)//a variation of the loop
        {
            if(inorder[rootIndex] ==  *(aftorder+length-1))
                break;
        }
        node->left = BinaryTreeFromOrderings(inorder, aftorder , rootIndex);
        node->right = BinaryTreeFromOrderings(inorder + rootIndex + 1, aftorder + rootIndex , length - (rootIndex + 1));
        
        return node;
    }
    
    int main(int argc, char** argv)
    {
        char* af="AEFDHZMG";    
        char* in="ADEFGHMZ"; 
        BinaryTreeFromOrderings(in, af, 8); 
        printf("
    ");
        return 0;
    }

    输出结果:GDAFEMHZ

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