数据结构-二叉树:给出前中后其中两种遍历顺序,如何求第三种?超详细解析

数据结构-二叉树:给出前中后其中两种遍历顺序,如何求第三种?超详细解析大家好,我是@愿此后再无WA,可以叫我小A,一位阳光帅小伙,对算法领域比较感兴趣

前言

大家好🌼🌼,我是 @愿此后再无WA,可以叫我小A🌀🌀,一位阳光帅小伙,对算法领域比较感兴趣。如果我的文章对您有用,欢迎持续关注,我们一起进步!🎈🎈

🔑最近刷题遇到了一个关于二叉树的问题,因为有些知识点比较模糊于是我又补了一下数据结构,看数据结构的过程中发现了 “在二叉树中,给出前中后其中两种遍历顺序,如何求第三种?” 这种问题,感觉挺重要的,于是我就记录了下来,也将自己的思路分享跟大家,希望对各位有所帮助。

二叉树的三种遍历方式

💡在解决上述问题前,我觉得有必要先说一下二叉树的三种遍历方式,它们分别是前序遍历,中序遍历和后序遍历。 这三种顺序的不同,取决于什么时候对父节点操作,如果先操作父节点然后是左子树最后时右子树那么就是前序,先左子树再父节点最后右子树就是中序,先左再右最后父就是后序遍历。注意,无论哪种顺序遍历,都必定先遍历左子树,然后再遍历右子树。这里的说的对父节点操作可以是打印父节点值,更改父节点的值等等。当然,除此之外常见的遍历方式还有层序遍历,但本篇主角是前三位。

🌵前序遍历
  • 操作节点
  • 遍历子树
  • 遍历子树

我们结合图片看一下前序遍历的顺序。(这忘记署名了,然后没有保存,呜呜呜)
在这里插入图片描述
那么前序遍历的顺序应该是:ABDHECFIG

🌵中序遍历
  • 遍历子树
  • 操作节点
  • 遍历子树

我们结合图片看一下中序遍历的顺序。
在这里插入图片描述
中序遍历的顺序是: HDBEAFICG

🌵后序遍历
  • 遍历子树
  • 遍历子树
  • 操作节点

最后我们结合图片看一下后序遍历的顺序。
在这里插入图片描述
后序遍历的顺序是:HDEBIFGCA

知二求一

🌳当了解以上这三种遍历方式后,就会发现其实他们之间就只有细微的差别而已,我作图是深感体会的,前面两张的箭头线条我没有更改,仅仅只是更改了些文字而已,后序遍历稍有不同,因为要回到起点就会多两个箭头,不仅如此,后面两种遍历方式的排版我也是直接从复制前序遍历的,只需要改一两处就好了。

前中求后

🍀已知一棵二叉树的前序遍历序列为 ABCDEF 中序遍历序列为 CBAEDF ,请问这棵二叉树的后序遍历结果是多少?

🌱第一步,找根节点。根据前序遍历的性质可知,首先访问的就是根节点。因为前序遍历序列第一个元素是A,因此,A是这棵树的根节点。
在这里插入图片描述
🌱第二步,划分左右子树。我们已经知道了哪个是根节点,结合题目给出的中序序列可知CB在A的左边,EDF在A的右边,那么可以将将他们划分开。

在这里插入图片描述
🌱第三步,循环执行1、2步骤。我们回顾一下题目“前序遍历序列为 ABCDEF 中序遍历序列为 CBAEDF”。先看前序序列,A接着是B,那么B就是这棵左子树的根节点,然后看中序序列,那么B左边的元素就是B的左子树(仅有C),B右边A左边的元素就是B的右子树(无),因为数据较少,所以现在已经得出答案了,因此A的左子树的结构是这样的。
在这里插入图片描述
接着看A的右子树。在前序序列 ABCDEF中BC已经选完了,所以D就是A的右子树根节点。然后看中序序列CBAEDF,以D为根节点划分左右子树。所以D的左子树是E,右子树是F。因此,根据前序中序遍历得出的二叉树是这样的。(你以为这就结束了吗?没有,还要检查❗️❗️)
在这里插入图片描述
🎯既然已经知道了二叉树的结构,我们就能得出后序遍历的顺序了,是:CBEFDA

📌📌看完以上思路你是否能得出什么技巧?没错,可以知道,前序序列是用来找子树根节点的,中序序列是用来划分左右子树的。

📝📝我们做一道练习题巩固一下。
在这里插入图片描述
老样子找根节点,容易知道根节点是F,接着看中序遍历划分F的左右子树

在这里插入图片描述
看前序序列选左子树的根节点,F接着是B,所以B是F的左子树根节点。然后看中序序列划分B的左右子树,B的左子树是A,右子树是DCE,然后看前序序列,FBA都选过了,接着就是C,所以C是B右子树的根节点,重复上面步骤,可以得出F的左子树结构是:
在这里插入图片描述
接着看F的右子树,在先序遍历中其他元素已经确定了,G在H的前面,因此,F的右子树的根节点是G,接着看中序序列H在G的右边,因此H是G的右子树。那么完整的二叉树结构是:
在这里插入图片描述
🎯🎯最后,根据该结构可以知道后序遍历的顺序是:ADECBHGF。

后中求前

🍀已知二叉树的中序序列是 ABCDEFG ,后序序列是 BDCAFGE ,问前序序列是多少?

⭐️⭐️ 同样的,第一步找根节点,第二步划分左右子树,第三步,重复上面1、2步骤。 因为划分左右子树都是根据中序序列划分的,因此方法还是与 前中求后 中的划分方法一致,不同的是找根节点的方法,这里是在后序序列中找的。我们知道,在后序序列中,每棵树的根节点总是最后出现的,所以我们可以以此为突破点作为确定根节点的方法。

⛳️ 好,回到题目,因为在后序序列中根节点总是最后出现的,因此,E是根节点。确定了根节点后,接着就是划分左右子树了。在中序序列中,ABCD位于E的左侧,FG位于E的右侧,那么二叉树的大致形状是这样的。
在这里插入图片描述
⛳️ 继续找根节点,先从E的左子树开始,看后序序列“BDCAFGE”,E的左子树有ABCD四个元素,而这四个元素中A元素最后出现的,因此就是A就是E左子树的根节点。选完根节点后就要划分子树,看中序序列,BCD全在A的右侧。然后在BCD中选择根节点,看后序序列,C在BCD中最后出现,因此C是A的右子树节点,最后看中序序列可以知道BD分别位于C的左侧跟右侧,那么E的左子树结构是这样的。
在这里插入图片描述
⛳️ 现在我们看一下E的右子树,其实左子树已经出来了的话,右子树很容易判断了,因为还有GF两个节点。老规矩,先找出右子树的根节点,看后序序列,G在F的后面,因此,G应该是E的右子树根节点,最后最后,看中序序列,F在G的左侧,因此完整的的二叉树结构是这样的。
在这里插入图片描述
⛳️ 接着干啥?检查。检查发现好像没有什么问题,那么我们就能根据该二叉树结构得出前序序列了。前序序列应该是EACBDGF。

📝清楚了求解过程之后当然就要巩固啦!这里我给出一道练习题和答案大家课下练习哈,熟能生巧呀,我这里就不一一演示咯。😁😁

📝eg:已知二叉树的中序遍历顺序为DBAGEHCF,后序遍历顺序为DBGHEFCA,求该二叉树的前序遍历。 答案:ABDCEGHF

前后求中

🍀我们已经知道了前面两种求法,现在来看一下第三种。

📝 已知前序序列ABC与后序序列CBA,求中序序列。

💨我们想想这题该怎么求?可能有同学会说,出这么简单的题,不用想也求得出来吧,随便画两下就有了!那确实也对呀,我们现在就画画吧。
在这里插入图片描述
✌️我们就先画两种,其实应该不止两种的,这两种结构的二叉树前序和后序都一样都是前:ABC,后:CBA。我们知道,二叉树是讲究顺序的,顺序不同,表示的二叉树也就不同。因此,我们无法通过先序与后序序列来求解中序序列。

结论

基于以上三种求解方式,我们可以得出以下结论。

❄️己知前序序列和中序序列,可以唯一确定一棵二叉树。

❄️已知后序序列和中序序列,可以唯一确定一棵二叉树。

💢已知前序序列和后序序列,不能够确定一棵二叉树。

最后

🐑这篇知识点已经讲完啦,不知道同学们理解的怎么样呢?有任何疑惑的地方都能够在下方评论区留言哦,感谢观看🔔🔔我们下期见。

今天的文章数据结构-二叉树:给出前中后其中两种遍历顺序,如何求第三种?超详细解析分享到此就结束了,感谢您的阅读。

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