二叉树的中序遍历

给定一个二叉树的根节点 root ，返回 它的 中序 遍历 。

输入：root = [1,null,2,3]
输出：[1,3,2]

示例 2：

输入：root = []
输出：[]

示例 3：

输入：root = [1]
输出：[1]

提示：

• 树中节点数目在范围 [0, 100] 内
• -100 <= Node.val <= 100

思路：

1. • 外层 while 循环控制遍历条件，继续遍历直到 root 为 NULL 且栈为空（top > 0）。
   • 内层 while (root != NULL) 负责向左遍历，直到到达最左侧的叶子节点：
     • stk[top++] = root;：将当前节点入栈，并将 top 增加。
     • root = root->left;：继续遍历左子树。
   • 没有左子树时，取出栈顶的节点：
     • root = stk[--top];：弹出栈顶节点。
     • res[(*returnSize)++] = root->val;：将当前节点的值加入结果数组，并增大返回大小。
   • 继续遍历右子树：
     • root = root->right;：将 root 指向右子节点

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     struct TreeNode *left;
 *     struct TreeNode *right;
 * };
 */
/**
 * Note: The returned array must be malloced, assume caller calls free().
 */
int* inorderTraversal(struct TreeNode* root, int* returnSize) {
   int* res = malloc(sizeof(int) * 501);
    *returnSize = 0;
    struct TreeNode* predecessor = NULL;

    while (root != NULL) {
        if (root->left != NULL) {
            // predecessor 节点就是当前 root 节点向左走一步，然后一直向右走至无法走为止
            predecessor = root->left;
            while (predecessor->right != NULL && predecessor->right != root) {
                predecessor = predecessor->right;
            }

            // 让 predecessor 的右指针指向 root，继续遍历左子树
            if (predecessor->right == NULL) {
                predecessor->right = root;
                root = root->left;
            }
            // 说明左子树已经访问完了，我们需要断开链接
            else {
                res[(*returnSize)++] = root->val;
                predecessor->right = NULL;
                root = root->right;
            }
        }
        // 如果没有左孩子，则直接访问右孩子
        else {
            res[(*returnSize)++] = root->val;
            root = root->right;
        }
    }
    return res;
}