剑指offer(C++)-JZ33:二叉搜索树的后序遍历序列(数据结构-树)

简介: 剑指offer(C++)-JZ33:二叉搜索树的后序遍历序列(数据结构-树)

题目描述:

输入一个整数数组,判断该数组是不是某二叉搜索树的后序遍历的结果。如果是则返回 true ,否则返回 false 。假设输入的数组的任意两个数字都互不相同。


数据范围: 节点数量 0≤n≤1000 ,节点上的值满足 1≤val≤105 ,保证节点上的值各不相同

要求:空间复杂度 O(n),时间时间复杂度 O(n^2)


提示:


1.二叉搜索树是指父亲节点大于左子树中的全部节点,但是小于右子树中的全部节点的树。


2.该题我们约定空树不是二叉搜索树


3.后序遍历是指按照 “左子树-右子树-根节点” 的顺序遍历


4.参考下面的二叉搜索树,示例 1

示例1:

输入:

[3,1,2]


返回值:

false

说明:

不属于上图的后序遍历,从另外的二叉搜索树也不能后序遍历出该序列 ,因为最后的2一定是根节点,前面一定是孩子节点,可能是左孩子,右孩子,根节点,也可能是全左孩子,根节点,也可能是全右孩子,根节点,但是[3,1,2]的组合都不能满足这些情况,故返回false  

示例2:

输入:

[5,7,6,9,11,10,8]


返回值:

true

解题思路:

本题考察数据结构树的使用。两种解法:


1)递归法。二叉树的后序遍历顺序是左右根,最后一个结点是根,往前大于根值的都是右子树的范畴,再往前小于根植的都是左子树。基于上述逻辑,可以拆解左右子树,再对左右子树分别检查,直到最深层完成,再一层层返回结果,完毕。


2)模拟检验法(栈)。二叉搜索树的中序遍历序列和从小到大排序序列一致,因此可以快速获取中序遍历序列;将中序遍历序列入栈,模拟后序遍历序列的出栈行为,若合理,则说明是二叉搜索树的后续遍历结果。

测试代码:

解法一:递归法

class Solution {
public:
    bool VerifySquenceOfBST(vector<int> sequence) {
        int size=sequence.size();
        if(size==0)
            return false;
        return check(sequence,0,size-1);
    }
    bool check(vector<int> sequence, int start, int end)
    {
        // 当start和end重合,返回true
        if(start>=end)
            return true;
        // 获取根结点
        int root=sequence[end];
        // 获取右子树
        int j=end-1;
        while(j>=0&&sequence[j]>root)
            j--;
        // 分析左子树
        for(int i=start;i<=j;++i)
        {
            if(sequence[i]>root)
                return false;
        }
        // 左右子树分别检查
        return check(sequence,start,j)&&check(sequence,j+1,end-1);
    }
};

解法二:模拟检验法(栈)

class Solution {
public:
    bool VerifySquenceOfBST(vector<int> sequence) {
        if(sequence.empty()) 
            return false;
        // 获取中序遍历序列
        // 二叉搜索树的中序遍历序列和其从小到大排序结果一致
        vector<int> midorder(sequence);
        sort(midorder.begin(), midorder.end());
        // 模拟中序遍历和后续遍历,验证所对应的二叉搜索树是否一致
        return getResult(midorder, sequence);
    }
    bool getResult(vector<int> midorder,vector<int> sequence) {
         int s = midorder.size();
         // 定义栈
         stack<int> temp;
         int i = 0, j = 0;
         // 遍历midorder(中序遍历序列)
         while(i < s)
         {
             // 将中序遍历序列的值依次入栈
             temp.push(midorder[i]);
             // 模拟后序遍历序列的出栈序列
             while(!temp.empty() && temp.top() == sequence[j])
             {
                 ++j;
                 temp.pop();
             }
             ++i;
         }
        // 判断是否匹配
         return j == s;
     }
};


相关文章
|
存储 C语言 C++
【C++数据结构——栈与队列】顺序栈的基本运算(头歌实践教学平台习题)【合集】
本关任务:编写一个程序实现顺序栈的基本运算。开始你的任务吧,祝你成功!​ 相关知识 初始化栈 销毁栈 判断栈是否为空 进栈 出栈 取栈顶元素 1.初始化栈 概念:初始化栈是为栈的使用做准备,包括分配内存空间(如果是动态分配)和设置栈的初始状态。栈有顺序栈和链式栈两种常见形式。对于顺序栈,通常需要定义一个数组来存储栈元素,并设置一个变量来记录栈顶位置;对于链式栈,需要定义节点结构,包含数据域和指针域,同时初始化栈顶指针。 示例(顺序栈): 以下是一个简单的顺序栈初始化示例,假设用C语言实现,栈中存储
575 77
|
10月前
|
算法 Java
算法系列之数据结构-二叉搜索树
二叉查找树(Binary Search Tree,简称BST)是一种常用的数据结构,它能够高效地进行查找、插入和删除操作。二叉查找树的特点是,对于树中的每个节点,其左子树中的所有节点都小于该节点,而右子树中的所有节点都大于该节点。
453 22
|
10月前
|
C语言 C++ 容器
【数据结构】二叉搜索树(二叉排序树)
本文介绍了二叉搜索树(Binary Search Tree, BST)的定义、实现及其性能分析。二叉搜索树是一种特殊的二叉树,其特点是左子树所有节点值小于根节点值,右子树所有节点值大于根节点值,且每个子树也满足此特性。文中详细讲解了BST的节点结构、插入、查找、删除等操作的实现,并通过C++代码展示了这些功能。此外,还讨论了BST的性能:在理想情况下,时间复杂度接近O(logN),但在最坏情况下可能退化为O(N)。为了提高效率,后续将学习自平衡二叉搜索树如AVL树和红黑树。掌握BST有助于理解STL中的set和map容器。感谢阅读,欢迎点赞支持。
987 9
|
存储 C++
【C++数据结构——树】哈夫曼树(头歌实践教学平台习题) 【合集】
【数据结构——树】哈夫曼树(头歌实践教学平台习题)【合集】目录 任务描述 相关知识 测试说明 我的通关代码: 测试结果:任务描述 本关任务:编写一个程序构建哈夫曼树和生成哈夫曼编码。 相关知识 为了完成本关任务,你需要掌握: 1.如何构建哈夫曼树, 2.如何生成哈夫曼编码。 测试说明 平台会对你编写的代码进行测试: 测试输入: 1192677541518462450242195190181174157138124123 (用户分别输入所列单词的频度) 预
477 14
【C++数据结构——树】哈夫曼树(头歌实践教学平台习题) 【合集】
|
存储 人工智能 算法
【C++数据结构——图】最短路径(头歌教学实验平台习题) 【合集】
任务描述 本关任务:编写一个程序,利用Dijkstra算法,实现带权有向图的最短路径。 相关知识 为了完成本关任务,你需要掌握:Dijkst本关任务:编写一个程序,利用Dijkstra算法,实现带权有向图的最短路径。为了完成本关任务,你需要掌握:Dijkstra算法。带权有向图:该图对应的二维数组如下所示:Dijkstra算法:Dijkstra算法是指给定一个带权有向图G与源点v,求从v到G中其他顶点的最短路径。Dijkstra算法的具体步骤如下:(1)初始时,S只包含源点,即S={v},v的距离为0。
187 15
|
Java C++
【C++数据结构——树】二叉树的基本运算(头歌实践教学平台习题)【合集】
本关任务:编写一个程序实现二叉树的基本运算。​ 相关知识 创建二叉树 销毁二叉树 查找结点 求二叉树的高度 输出二叉树 //二叉树节点结构体定义 structTreeNode{ intval; TreeNode*left; TreeNode*right; TreeNode(intx):val(x),left(NULL),right(NULL){} }; 创建二叉树 //创建二叉树函数(简单示例,手动构建) TreeNode*create
388 12
|
C++
【C++数据结构——树】二叉树的性质(头歌实践教学平台习题)【合集】
本文档介绍了如何根据二叉树的括号表示串创建二叉树,并计算其结点个数、叶子结点个数、某结点的层次和二叉树的宽度。主要内容包括: 1. **定义二叉树节点结构体**:定义了包含节点值、左子节点指针和右子节点指针的结构体。 2. **实现构建二叉树的函数**:通过解析括号表示串,递归地构建二叉树的各个节点及其子树。 3. **使用示例**:展示了如何调用 `buildTree` 函数构建二叉树并进行简单验证。 4. **计算二叉树属性**: - 计算二叉树节点个数。 - 计算二叉树叶子节点个数。 - 计算某节点的层次。 - 计算二叉树的宽度。 最后,提供了测试说明及通关代
208 10
|
算法 C++
【C++数据结构——图】最小生成树(头歌实践教学平台习题) 【合集】
【数据结构——图】最小生成树(头歌实践教学平台习题)目录 任务描述 相关知识 测试说明 我的通关代码: 测试结果:【合集】任务描述 本关任务:编写一个程序求图的最小生成树。相关知识 为了完成本关任务,你需要掌握:1.建立邻接矩阵,2.Prim算法。建立邻接矩阵 上述带权无向图对应的二维数组,根据它建立邻接矩阵,如图1建立下列邻接矩阵。注意:INF表示无穷大,表示整数:32767 intA[MAXV][MAXV];Prim算法 普里姆(Prim)算法是一种构造性算法,从候选边中挑
179 10
|
存储 算法
非递归实现后序遍历时,如何避免栈溢出?
后序遍历的递归实现和非递归实现各有优缺点,在实际应用中需要根据具体的问题需求、二叉树的特点以及性能和空间的限制等因素来选择合适的实现方式。
329 59
|
7月前
|
编译器 C语言 C++
栈区的非法访问导致的死循环(x64)
这段内容主要分析了一段C语言代码在VS2022中形成死循环的原因,涉及栈区内存布局和数组越界问题。代码中`arr[15]`越界访问,修改了变量`i`的值,导致`for`循环条件始终为真,形成死循环。原因是VS2022栈区从低地址到高地址分配内存,`arr`数组与`i`相邻,`arr[15]`恰好覆盖`i`的地址。而在VS2019中,栈区先分配高地址再分配低地址,因此相同代码表现不同。这说明编译器对栈区内存分配顺序的实现差异会导致程序行为不一致,需避免数组越界以确保代码健壮性。
160 0
栈区的非法访问导致的死循环(x64)