105. Construct Binary Tree from Preorder and Inorder Traversal

[skypenguins]

105. Construct Binary Tree from Preorder and Inorder Traversal

• 問題: https://leetcode.com/problems/construct-binary-tree-from-preorder-and-inorder-traversal/
• 言語: Python

次回予告: 122. Best Time to Buy and Sell Stock II

[h-masder]

言いたいことはわからなくもないですが、定義はしっかりと書いたほうが良いと思います。
特に、今回のアプローチはpreorderとinorderの性質を用いているので、なおさらです。

例えば、以下のサイトのように、定義と例を書いておいてもいいと思います。
https://www.geeksforgeeks.org/dsa/inorder-traversal-of-binary-tree/
https://www.geeksforgeeks.org/dsa/preorder-traversal-of-binary-tree/

[h-masder]

変数名は略さずに書いたほうが良いかなと思いました。また、midについては、rootのinorder indexという意味のほうが良いと思いました。

class Solution:
    def buildTree(self, preorder: List[int], inorder: List[int]) -> Optional[TreeNode]:
        value_to_inoder_index = {val: i for i, val in enumerate(inorder)}

        def build_nodes(preorder_left, preorder_right, inorder_left, inorder_right):
            if preorder_left > preorder_right:
                return None

            root_value = preorder[preorder_left]
            root = TreeNode(root_value)

            root_inorder_index = value_to_inoder_index[root_value]
            left_subtree_size = root_inorder_index - inorder_left

            root.left = build_nodes(preorder_left + 1, preorder_left + left_subtree_size, inorder_left, root_inorder_index - 1)
            root.right = build_nodes(preorder_left + left_subtree_size + 1, preorder_right, root_inorder_index + 1, inorder_right)

            return root

        return build_nodes(0, len(preorder) - 1, 0, len(inorder) - 1)

[h-masder]

また、処理は若干複雑だと感じたので、適宜コメントを添えたりしてもいいのかなと思いました。試しに書いてみましたが、全体的に冗長かもしれません。

class Solution:
    def buildTree(self, preorder: List[int], inorder: List[int]) -> Optional[TreeNode]:
        value_to_inorder_index = {value: index for index, value in enumerate(inorder)}

        def build_subtree(preorder_start, preorder_end, inorder_start, inorder_end):
            if preorder_start > preorder_end:
                return None

            # preorder
            # [root][left subtree][right subtree]
            root_value = preorder[preorder_start]
            root = TreeNode(root_value)

            # inorder
            # [left subtree][root][right subtree]
            root_inorder_index = value_to_inorder_index[root_value]
            left_subtree_size = root_inorder_index - inorder_start

            # Update subtree ranges.
            left_subtree_preorder_start = preorder_start + 1
            left_subtree_preorder_end = preorder_start + left_subtree_size
            right_subtree_preorder_start = left_subtree_preorder_end + 1
            right_subtree_preorder_end = preorder_end

            left_subtree_inorder_start = inorder_start
            left_subtree_inorder_end = root_inorder_index - 1
            right_subtree_inorder_start = root_inorder_index + 1
            right_subtree_inorder_end = inorder_end

            root.left = build_subtree(
                left_subtree_preorder_start,
                left_subtree_preorder_end,
                left_subtree_inorder_start,
                left_subtree_inorder_end,
            )

            root.right = build_subtree(
                right_subtree_preorder_start,
                right_subtree_preorder_end,
                right_subtree_inorder_start,
                right_subtree_inorder_end,
            )
            return root

        return build_subtree(0, len(preorder) - 1, 0, len(inorder) - 1)

[h-masder]

関数化したほうが分かりやすいかもしれません。

class Solution:
    def buildTree(self, preorder, inorder):
        if not preorder:
            return None

        root = TreeNode(preorder[0])
        right_subtree_parent_candidates = [root]
        inorder_index = 0

        def find_right_subtree_parent(inorder_index):
            while right_subtree_parent_candidates and right_subtree_parent_candidates[-1].val == inorder[inorder_index]:
                parent_node = right_subtree_parent_candidates.pop()
                inorder_index += 1

            return parent_node, inorder_index

        def attach_left_child(parent_node, child_node):
            parent_node.left = child_node
            right_subtree_parent_candidates.append(child_node)

        def attach_right_child(parent_node, child_node):
            parent_node.right = child_node
            right_subtree_parent_candidates.append(child_node)


        for node_value in preorder[1:]:
            parent_node = right_subtree_parent_candidates[-1]
            child_node = TreeNode(node_value)

            if parent_node.val != inorder[inorder_index]:
                attach_left_child(parent_node, child_node)
            else:
                parent_node, inorder_index = find_right_subtree_parent(inorder_index)
                attach_right_child(parent_node, child_node)

        return root

[h-masder]

再帰版とアプローチが異なるようですので、簡単に説明があると読みやすいかと思います。