47.从前序与中序遍历序列构造二叉树

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

代码：

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode() {}
 *     TreeNode(int val) { this.val = val; }
 *     TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {
 *         this.val = val;
 *         this.left = left;
 *         this.right = right;
 *     }
 * }
 */
class Solution {
    //构造中序遍历值和数组下标的映射，帮助我们快速根据中序遍历数组的值定位对应的下标，主要是为了根据根节点的值找到其在中序遍历数组中的下标
    public Map<Integer,Integer>mp = new HashMap<>(); 
    public TreeNode buildTree(int[] preorder, int[] inorder) {
        //n为先序遍历数组的长度
        int n = preorder.length;
        //遍历中序遍历数组，构造映射
        for(int i=0;i<n;i++)mp.put(inorder[i],i);
        //递归构造二叉树
        return build(preorder,inorder,0,n-1,0,n-1);
    }
    public TreeNode build(int[] preorder,int[] inorder,int pl,int pr,int il,int ir){
        //前序遍历中的第一个节点就是根节点，root_val即为根节点的值
        int root_val = preorder[pl];
        //在中序遍历中定位根节点，root_idx即为根节点在中序遍历数组中的下标
        int root_idx = mp.get(root_val);
        //根据根节点的值root_val构造根节点
        TreeNode root = new TreeNode(root_val);
        //如果il<root_idx表示中序遍历数组左边还有值，说明还有左子树，递归遍历构造左子树
        //此时先序遍历数组的左右下标进行更新，左下标向右移动一位，变为pl+1，右下标更新为pl+1+左子树节点个数-1，由于左子树节点个数为root_idx-il，所以右下标更新为pl+root_idx-il
        //同理中序遍历数组的左右下标进行更新，左下标仍为il，右下标更新为root_idx-1
        if (il < root_idx) root.left = build(preorder,inorder, pl+1, pl + root_idx - il,il, root_idx - 1);
        //如果ir>root_idx表示中序遍历数组右边还有值，说明还有右子树，递归遍历构造右子树
        //此时先序遍历数组的左右下标进行更新，左下标变为pl+root_idx-il+1，右下标仍为pr
        //同理中序遍历数组的左右下标进行更新，左下标仍为root_idx+1，右下标仍为ir
        if (ir > root_idx) root.right = build(preorder,inorder, pl + root_idx - il+1, pr ,root_idx + 1, ir);
        //返回根节点
        return root;
    }
}