LeetCode Binary Tree Preorder Traversal

最新推荐文章于 2022-07-19 12:03:10 发布

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本文介绍二叉树前序遍历的四种方法：递归、迭代使用栈、改进迭代及Morris遍历。详细解释每种方法的实现思路与代码实现。

原题链接在这里：https://leetcode.com/problems/binary-tree-preorder-traversal/

虽然原题要求不让用recursion，但还是试了一下。一试发现自己的recursion真心无语。

Method 1 是Recursion，学到的新方法就是若是要在recursion中维护一个生成的变量，可以再造一个函数，然后把这个要维护的变量当成argument放在新函数中，新函数设计成recursive形式。还有就是新的函数可以设计成 return void的形式，比较好思考。

Time O(n), Space O(logn). 无论是recursion 还是 iteration, 占用空间都是与树的高度成正比的。

AC Java:

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
public class Solution {
    // Method 1: Recursion
    public List<Integer> preorderTraversal(TreeNode root) {
        List<Integer> ls = new ArrayList<Integer>();
        preorderTraversal(root,ls);
        return ls;
        
    }
    public void preorderTraversal(TreeNode root, List<Integer> ls) {
        if(root == null){
            return;
        }
        ls.add(root.val);
        preorderTraversal(root.left, ls);
        preorderTraversal(root.right, ls);
    }
}

Method 2 是Iteration，维护一个stack，先压root，stack不空条件下每次循环, 先pop(), 然后压right child, 再压left child。如此保证了出栈的顺序是preorder。

//Method 2: Iteration
    public List<Integer> preorderTraversal(TreeNode root) {
        List<Integer> ls = new ArrayList<Integer>();
        if(root == null){
            return ls;
        }
        Stack<TreeNode> stk = new Stack<TreeNode>();
        stk.push(root);
        while(!stk.empty()){
            TreeNode tn = stk.pop();
            ls.add(tn.val);
            if(tn.right != null){
                stk.push(tn.right);
            }
            if(tn.left != null){
                stk.push(tn.left);
            }
        }
        return ls;
    }

Method 3 : 上面的方法是对的，但是为了统一记忆Preorder, Inorder, Postorder, 改写成了下面的Method 3.

进栈的顺序都不变，与Binary Tree Inorder Traversal不同在于加ls的地方不同。

//Method 3: Iteration
    public List<Integer> preorderTraversal(TreeNode root) {
        List<Integer> ls = new ArrayList<Integer>();
        Stack<TreeNode> stk = new Stack<TreeNode>();
        while(root!=null || !stk.empty()){
            if(root != null){
                ls.add(root.val);
                stk.push(root);
                root = root.left;
            }else{
                root = stk.pop();
                root = root.right;
            }
        }
        return ls;
    }

Method 4: Morris Traversal

也是借鉴了Morris Traversal, 与Inorder Traversal 相似，唯一不同就是加ls的时机不同。

Time O(n), Space O(1).

//Method 4: Morris Traversal
    public List<Integer> preorderTraversal(TreeNode root) {
        List<Integer> ls = new ArrayList<Integer>();
        TreeNode cur = root;
        TreeNode pre = null;
        
        while(cur != null){
            if(cur.left == null){
                ls.add(cur.val);
                cur = cur.right;
            }else{
                pre = cur.left;
                while(pre.right!=null && pre.right != cur){
                    pre = pre.right;
                }
                if(pre.right == null){
                    ls.add(cur.val);
                    pre.right = cur;
                    cur = cur.left;
                }else{
                    pre.right = null;
                    cur = cur.right;
                }
            }
        }
        return ls;
    }