#力扣上如何自己构造二叉树输入用例？

# 力扣上如何自己构造二叉树输入用例？ 这里给大家推荐ACM模式练习网站：kamacoder.com (opens new window)，把上面的题目刷完，ACM模式就没问题了。

经常有录友问，二叉树的题目中输入用例在ACM模式下应该怎么构造呢？

力扣上的题目，输入用例就给了一个数组，怎么就能构造成二叉树呢？

这次就给大家好好讲一讲！

就拿最近公众号上 二叉树的打卡题目来说：

538.把二叉搜索树转换为累加树 (opens new window)

其输入用例，就是用一个数组来表述 二叉树，如下：

一直跟着公众号学算法的录友 应该知道，我在二叉树：构造二叉树登场！ (opens new window)，已经讲过，只有 中序与后序 和 中序和前序 可以确定一棵唯一的二叉树。 前序和后序是不能确定唯一的二叉树的。

那么538.把二叉搜索树转换为累加树 (opens new window)的示例中，为什么，一个序列（数组或者是字符串）就可以确定二叉树了呢？

很明显，是后台直接明确了构造规则。

再看一下 这个 输入序列 和 对应的二叉树。

从二叉树 推导到 序列，大家可以发现这就是层序遍历。

但从序列 推导到 二叉树，很多同学就看不懂了，这得怎么转换呢。

我在 关于二叉树，你该了解这些！ (opens new window)已经详细讲过，二叉树可以有两种存储方式，一种是 链式存储，另一种是顺序存储。

链式存储，就是大家熟悉的二叉树，用指针指向左右孩子。

顺序存储，就是用一个数组来存二叉树，其方式如图所示：

那么此时大家是不是应该知道了，数组如何转化成 二叉树了。如果父节点的数组下标是i，那么它的左孩子下标就是i * 2 + 1，右孩子下标就是 i * 2 + 2。

那么这里又有同学疑惑了，这些我都懂了，但我还是不知道 应该 怎么构造。

来，咱上代码。 昨天晚上 速度敲了一遍实现代码。

具体过程看注释：

// 根据数组构造二叉树

TreeNode* construct_binary_tree(const vector& vec) {

vector vecTree (vec.size(), NULL);

TreeNode* root = NULL;

// 把输入数值数组，先转化为二叉树节点数组

for (int i = 0; i < vec.size(); i++) {

TreeNode* node = NULL;

if (vec[i] != -1) node = new TreeNode(vec[i]); // 用 -1 表示null

vecTree[i] = node;

if (i == 0) root = node;

}

// 遍历一遍，根据规则左右孩子赋值就可以了

// 注意这里 结束规则是 i * 2 + 1 < vec.size()，避免空指针

// 为什么结束规则不能是i * 2 + 2 < arr.length呢?

// 如果i * 2 + 2 < arr.length 是结束条件

// 那么i * 2 + 1这个符合条件的节点就被忽略掉了

// 例如[2,7,9,-1,1,9,6,-1,-1,10] 这样的一个二叉树,最后的10就会被忽略掉

// 遍历一遍，根据规则左右孩子赋值就可以了

for (int i = 0; i * 2 + 1 < vec.size(); i++) {

if (vecTree[i] != NULL) {

// 线性存储转连式存储关键逻辑

vecTree[i]->left = vecTree[i * 2 + 1];

if(i * 2 + 2 < vec.size())

vecTree[i]->right = vecTree[i * 2 + 2];

}

}

return root;

}

1234567891011121314151617181920212223242526272829这个函数最后返回的 指针就是 根节点的指针， 这就是 传入二叉树的格式了，也就是 力扣上的用例输入格式，如图：

也有不少同学在做ACM模式的题目，就经常疑惑：

让我传入数值，我会！ 让我传入数组，我会！ 让我传入链表，我也会！ 让我传入二叉树，我懵了，啥？ 传入二叉树？二叉树怎么传？ 其实传入二叉树，就是传入二叉树的根节点的指针，和传入链表都是一个逻辑。

这种现象主要就是大家对ACM模式过于陌生，说实话，ACM模式才真正的考察代码能力（注意不是算法能力），而 力扣的核心代码模式 总有一种 不够彻底的感觉。

所以，如果大家对ACM模式不够了解，一定要多去练习！

那么以上的代码，我们根据数组构造二叉树，接来下我们在 把 这个二叉树打印出来，看看是不是 我们输入的二叉树结构，这里就用到了层序遍历，我们在二叉树：层序遍历登场！ (opens new window)中讲过。

完整测试代码如下：

#include

#include

#include

using namespace std;

struct TreeNode {

int val;

TreeNode *left;

TreeNode *right;

TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}

};

// 根据数组构造二叉树

TreeNode* construct_binary_tree(const vector& vec) {

vector vecTree (vec.size(), NULL);

TreeNode* root = NULL;

for (int i = 0; i < vec.size(); i++) {

TreeNode* node = NULL;

if (vec[i] != -1) node = new TreeNode(vec[i]);

vecTree[i] = node;

if (i == 0) root = node;

}

for (int i = 0; i * 2 + 1 < vec.size(); i++) {

if (vecTree[i] != NULL) {

vecTree[i]->left = vecTree[i * 2 + 1];

if(i * 2 + 2 < vec.size())

vecTree[i]->right = vecTree[i * 2 + 2];

}

}

return root;

}

// 层序打印打印二叉树

void print_binary_tree(TreeNode* root) {

queue que;

if (root != NULL) que.push(root);

vector> result;

while (!que.empty()) {

int size = que.size();

vector vec;

for (int i = 0; i < size; i++) {

TreeNode* node = que.front();

que.pop();

if (node != NULL) {

vec.push_back(node->val);

que.push(node->left);

que.push(node->right);

}

// 这里的处理逻辑是为了把null节点打印出来，用-1 表示null

else vec.push_back(-1);

}

result.push_back(vec);

}

for (int i = 0; i < result.size(); i++) {

for (int j = 0; j < result[i].size(); j++) {

cout << result[i][j] << " ";

}

cout << endl;

}

}

int main() {

// 注意本代码没有考虑输入异常数据的情况

// 用 -1 来表示null

vector vec = {4,1,6,0,2,5,7,-1,-1,-1,3,-1,-1,-1,8};

TreeNode* root = construct_binary_tree(vec);

print_binary_tree(root);

}

123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960616263646566676869可以看出我们传入的数组是：{4,1,6,0,2,5,7,-1,-1,-1,3,-1,-1,-1,8} ， 这里是用 -1 来表示null，

和 538.把二叉搜索树转换为累加树 (opens new window) 中的输入是一样的

这里可能又有同学疑惑，你这不一样啊，题目是null，你为啥用-1。

用-1 表示null为了方便举例，如果非要和 力扣输入一样一样的，就是简单的字符串处理，把null 替换为 -1 就行了。

在来看，测试代码输出的效果：

可以看出和 题目中输入用例 这个图 是一样一样的。 只不过题目中图没有把 空节点 画出来而已。

大家可以拿我的代码去测试一下，跑一跑。

注意：我的测试代码，并没有处理输入异常的情况（例如输入空数组之类的），处理各种输入异常，大家可以自己去练练。

# 总结 大家可以发现，这个问题，其实涉及很多知识点，而这些知识点 其实我在文章里都讲过，而且是详细的讲过，如果大家能把这些知识点串起来，很容易解决心中的疑惑了。

但为什么很多录友都没有想到这个程度呢。

这也是我反复强调，代码随想录上的 题目和理论基础，至少要详细刷两遍。

**知识星球 (opens new window)**里有的录友已经开始三刷：

只做过一遍，真的就是懂了一点皮毛， 第二遍刷才有真的对各个题目有较为深入的理解，也会明白 我为什么要这样安排刷题的顺序了。

都是卡哥的良苦用心呀！

# 其他语言版本 # Java public class Solution {

// 节点类

static class TreeNode {

// 节点值

int val;

// 左节点

TreeNode left;

// 右节点

TreeNode right;

// 节点的构造函数(默认左右节点都为null)

public TreeNode(int x) {

this.val = x;

this.left = null;

this.right = null;

}

}

/**

* 根据数组构建二叉树

* @param arr 树的数组表示

* @return 构建成功后树的根节点

*/

public TreeNode constructBinaryTree(final int[] arr) {

// 构建和原数组相同的树节点列表

List treeNodeList = arr.length > 0 ? new ArrayList<>(arr.length) : null;

TreeNode root = null;

// 把输入数值数组，先转化为二叉树节点列表

for (int i = 0; i < arr.length; i++) {

TreeNode node = null;

if (arr[i] != -1) { // 用 -1 表示null

node = new TreeNode(arr[i]);

}

treeNodeList.add(node);

if (i == 0) {

root = node;

}

}

// 遍历一遍，根据规则左右孩子赋值就可以了

// 注意这里 结束规则是 i * 2 + 1 < arr.length，避免空指针

// 为什么结束规则不能是i * 2 + 2 < arr.length呢?

// 如果i * 2 + 2 < arr.length 是结束条件

// 那么i * 2 + 1这个符合条件的节点就被忽略掉了

// 例如[2,7,9,-1,1,9,6,-1,-1,10] 这样的一个二叉树,最后的10就会被忽略掉

for (int i = 0; i * 2 + 1 < arr.length; i++) {

TreeNode node = treeNodeList.get(i);

if (node != null) {

// 线性存储转连式存储关键逻辑

node.left = treeNodeList.get(2 * i + 1);

// 再次判断下 不忽略任何一个节点

if(i * 2 + 2 < arr.length)

node.right = treeNodeList.get(2 * i + 2);

}

}

return root;

}

}

1234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041424344454647484950515253545556575859# Python class TreeNode:

def __init__(self, val = 0, left = None, right = None):

self.val = val

self.left = left

self.right = right

# 根据数组构建二叉树

def construct_binary_tree(nums: []) -> TreeNode:

if not nums:

return None

# 用于存放构建好的节点

root = TreeNode(-1)

Tree = []

# 将数组元素全部转化为树节点

for i in range(len(nums)):

if nums[i]!= -1:

node = TreeNode(nums[i])

else:

node = None

Tree.append(node)

if i == 0:

root = node

# 直接判断2*i+2

for i in range(len(Tree)):

if Tree[i] and 2 * i + 1 < len(Tree):

Tree[i].left = Tree[2 * i + 1]

if 2 * i + 2 < len(Tree):

Tree[i].right = Tree[2 * i + 2]

return root

# 算法:中序遍历二叉树

class Solution:

def __init__(self):

self.T = []

def inorder(self, root: TreeNode) -> []:

if not root:

return

self.inorder(root.left)

self.T.append(root.val)

self.inorder(root.right)

return self.T

# 验证创建二叉树的有效性,二叉排序树的中序遍历应为顺序排列

test_tree = [3, 1, 5, -1, 2, 4 ,6]

root = construct_binary_tree(test_tree)

A = Solution()

print(A.inorder(root))

12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940414243444546474849505152535455# Go package main

import "fmt"

type TreeNode struct {

Val int

Left *TreeNode

Right *TreeNode

}

func constructBinaryTree(array []int) *TreeNode {

var root *TreeNode

nodes := make([]*TreeNode, len(array))

// 初始化二叉树节点

for i := 0; i < len(nodes); i++ {

var node *TreeNode

if array[i] != -1 {

node = &TreeNode{Val: array[i]}

}

nodes[i] = node

if i == 0 {

root = node

}

}

// 串联节点

for i := 0; i*2+2 < len(array); i++ {

if nodes[i] != nil {

nodes[i].Left = nodes[i*2+1]

nodes[i].Right = nodes[i*2+2]

}

}

return root

}

func printBinaryTree(root *TreeNode, n int) {

var queue []*TreeNode

if root != nil {

queue = append(queue, root)

}

result := []int{}

for len(queue) > 0 {

for j := 0; j < len(queue); j++ {

node := queue[j]

if node != nil {

result = append(result, node.Val)

queue = append(queue, node.Left)

queue = append(queue, node.Right)

} else {

result = append(result, -1)

}

}

// 清除队列中的本层节点, 进入下一层遍历

queue = queue[len(queue):]

}

// 参数n控制输出值数量, 否则二叉树最后一层叶子节点的孩子节点也会被打印(但是这些孩子节点是不存在的).

fmt.Println(result[:n])

}

func main() {

array := []int{4, 1, 6, 0, 2, 5, 7, -1, -1, -1, 3, -1, -1, -1, 8}

root := constructBinaryTree(array)

printBinaryTree(root, len(array))

}

12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940414243444546474849505152535455565758596061626364656667# JavaScript