栈---二叉树的前序遍历

本文详细介绍了二叉树的前序遍历算法,提供了两种不同的栈实现方法,包括节点入栈及访问流程,适合初学者理解与实践。
  1. 题目
    给定一个二叉树,返回它的前序遍历。
  2. 示例
输入: [1,null,2,3]  
   1
    \
     2
    /
   3 

输出: [1,2,3]
  1. 代码实现
    方法一:
    a.根节点入栈;
    b.弹出根节点,访问根节点;判断右孩子是否为空,如果不为空,push入栈;判断左孩子是否为空,如果不为空,push入栈。
    注:右孩子先入栈,左孩子后入栈,这样可以保证下一次出栈的时候,左孩子在栈顶。
 public List<Integer> preorderTraversal(TreeNode root) {
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        Stack<TreeNode> stack = new Stack<>();
        if(root!=null){
            stack.push(root);
        }
        while (!stack.empty()){
            TreeNode top = stack.pop();
            list.add(top.val);
            if(top.right!=null){
                stack.push(top.right);
            }
            if(top.left!=null){
                stack.push(top.left);
            }
        }
        return list;
    }

方法二:
a.对于任意节点,将当前节点及其不为null的左孩子全部入栈并访问;
b.若当前栈顶元素无左孩子,弹出栈顶元素,然后将栈顶元素的右孩子置为当前节点;
c.继续执行a,b操作,直到当前节点为null并且栈为空则结束。

  public List<Integer> preorderTraversal(TreeNode root) {
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        Stack<TreeNode> stack = new Stack<>();
        while (root!=null||!stack.empty()){
            while(root!=null){
                list.add(root.val);
                stack.push(root);
                root=root.left;
            }
            if(!stack.empty()){
                TreeNode top = stack.pop();
                root = top.right;
            }
        }
        return list;
    }
### 使用实现二叉树前序遍历 为了使用实现二叉树前序遍历,可以遵循如下方法: 在前序遍历中,访问顺序为“根--右”。当采用来模拟这一过程时,核心在于利用后进先出的特点。具体来说,在进入一个新的节点时,首先将其压入内;如果该节点存在,则记录其值(相当于访问),随后尝试转向它的左子节点继续上述操作。一旦遇到无左子节点的情况,便从顶弹出最近一次未探索右侧分支的节点,并转而考察这个节点的右子节点。 下面是基于此逻辑编写的Python代码实例[^2]: ```python class TreeNode: def __init__(self, val=0, left=None, right=None): self.val = val self.left = left self.right = right def preorderTraversal(root): if not root: return [] stack, output = [root], [] while stack: node = stack.pop() if node is not None: output.append(node.val) # 注意这里的顺序:因为是LIFO(last-in-first-out),所以要先加右孩子再加左孩子 if node.right is not None: stack.append(node.right) if node.left is not None: stack.append(node.left) return output ``` 这段程序通过维护一个显式的`stack`用于存储待处理的节点指针以及一个`output`列表保存已访问过的节点值序列实现了非递归版本的前序遍历功能。每当取出一个新节点时就立即将它对应的数值添加到最终的结果集中去,接着依次把可能存在的两个子结点按特定次序推入堆等待后续处理直到整个数据结构被完全解析完毕为止。
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