[LeetCode] Binary Tree Preorder Traversal 二叉树的先序遍历

本文介绍了一种使用栈实现二叉树前序遍历的非递归算法。通过将根节点压入栈中,然后不断弹出栈顶元素并检查其子节点的方式,实现了对二叉树节点的遍历。
我不讨厌算法不讨厌算法,才见了鬼。

Given a binary tree, return the preorder traversal of its nodes' values.

For example:
Given binary tree {1,null,2,3},

   1
    \
     2
    /
   3

 

return [1,2,3].

Note: Recursive solution is trivial, could you do it iteratively?

补个基础:  树的遍历,有前序(根左右),中序(左根右),后序(左右根)。

大佬说这个不要递归比较好,让我背下来算法,那就背吧!(反正递归我也不会~)

算法:

1. 把根节点push到栈中(例子是1)

    再补个基础:Java有个方法Object push(Object element)把项压入堆栈顶部。

                            Object pop( )移除堆栈顶部的对象,并作为此函数的值返回该对象。

、                        stack是后进先出(记得方法就是啪啪,stick插进去就要拔出来才出得来,换做队列就要捅穿了才出得来)

2. 循环检测栈是否为空,若不空,则取出栈顶元素,保存其值,然后看其右子节点是否存在,若存在则push到栈中。再看其左子节点,若存在,则push到栈中。(先压右边,再压左边,这样拿出来,先拿的左边,符合根-左右)

代码:

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Stack;

class TreeNode {
    int val;
    TreeNode left;
    TreeNode right;

    TreeNode(int x) {
        val = x;
    }
}

class Solution {
    public List<Integer> preorderTraversal(TreeNode root) {
        Stack<TreeNode> stack = new Stack<TreeNode>();
        List<Integer> preorder = new ArrayList<Integer>();
        if (root == null) {
            return preorder;
        }
        stack.push(root);
        while (!stack.empty()) {
            TreeNode node = stack.pop();
            preorder.add(node.val);
            if (node.right != null) {
                stack.push(node.right);
            }
            if (node.left != null) {
                stack.push(node.left);
            }
        }
        return preorder;
    }

    public static void main(String[] args) {
        TreeNode myTreeNode_root=new TreeNode(1);
        TreeNode myTreeNode_2=new TreeNode(2);
        TreeNode myTreeNode_3=new TreeNode(3);

        myTreeNode_root.left=null;
        myTreeNode_root.right=myTreeNode_2;
        myTreeNode_2.left=myTreeNode_3;

        Solution mysolution=new Solution();
        mysolution.preorderTraversal(myTreeNode_root);

    }
}


二叉树的遍历是数据结构中的重要内容,包括序遍历Preorder Traversal)、中序遍历(Inorder Traversal)、后序遍历(Postorder Traversal)以及层次遍历(Level Order Traversal)。这些遍历方式各有特点,且在实际应用中广泛使用。 ### 序遍历Preorder Traversal序遍历的顺序是:根节点 -> 左子树 -> 右子树。遍历过程中,首访问根节点,然后递归地对左子树和右子树进行序遍历序遍历的一个重要应用是复制二叉树或者生成表达式树[^5]。 #### 示例代码(递归实现): ```python def preorderTraversal(root): result = [] def dfs(node): if not node: return result.append(node.val) dfs(node.left) dfs(node.right) dfs(root) return result ``` ### 中序遍历(Inorder Traversal) 中序遍历的顺序是:左子树 -> 根节点 -> 右子树。中序遍历在二叉搜索树(Binary Search Tree, BST)中特别有用,因为它可以按升序访问所有节点[^4]。 #### 示例代码(递归实现): ```python def inorderTraversal(root): result = [] def dfs(node): if not node: return dfs(node.left) result.append(node.val) dfs(node.right) dfs(root) return result ``` ### 后序遍历(Postorder Traversal) 后序遍历的顺序是:左子树 -> 右子树 -> 根节点。后序遍历在删除节点时非常有用,因为它确保子节点在父节点之前被处理[^3]。 #### 示例代码(递归实现): ```python def postorderTraversal(root): result = [] def dfs(node): if not node: return dfs(node.left) dfs(node.right) result.append(node.val) dfs(root) return result ``` ### 层次遍历(Level Order Traversal) 层次遍历是一种广度优的遍历方式,按照树的层级从上到下、从左到右依次访问每个节点。这种遍历通常使用队列来实现[^2]。 #### 示例代码(迭代实现): ```python from collections import deque def levelOrderTraversal(root): if not root: return [] result = [] queue = deque([root]) while queue: level_size = len(queue) level = [] for _ in range(level_size): node = queue.popleft() level.append(node.val) if node.left: queue.append(node.left) if node.right: queue.append(node.right) result.append(level) return result ``` ### 动画演示 对于二叉树遍历的动画演示,可以通过一些在线工具或资源来查看,例如: 1. **VisualGo**(https://visualgo.net/en/bst):提供交互式动画演示,支持多种二叉树遍历方式。 2. **Algorithm Visualizer**(https://algorithm-visualizer.org/):提供多种算法的可视化演示,包括二叉树的遍历。 3. **LeetCode 官方题解**:部分题解提供动画演示,例如 LeetCode 144(序遍历)、LeetCode 94(中序遍历)和 LeetCode 145(后序遍历)。 这些工具可以帮助更直观地理解二叉树的遍历过程,特别是对于初学者来说非常有帮助。
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