LeetCode 94. Binary Tree Inorder Traversal

本文介绍了一种使用堆栈迭代方法实现二叉树中序遍历的技术,详细解释了从根节点出发,依次遍历左子树、访问根节点、遍历右子树的过程,并通过代码实例进行了演示。

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

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

   1
    \
     2
    /
   3

return [1,3,2].

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

分析:中序遍历的顺序是左右根,用堆栈迭代的方法模拟递归实现,堆栈用LinkedList实现

如果当前结点不为null,则压入堆栈,然后继续观察其左孩子;如果没有左孩子,则弹出堆栈中第一个数据,观察其右孩子。

代码:

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
public class Solution {
    public List<Integer> inorderTraversal(TreeNode root) {
        List<Integer> listVal = new ArrayList<Integer>();
        LinkedList<TreeNode> listNode = new LinkedList<TreeNode>();
        if(root == null) return listVal;
        TreeNode p = root;        
        
        while(!listNode.isEmpty() || p != null){
            
            if(p != null){
                listNode.push(p);
                p = p.left;
                continue;
            }
            TreeNode t = listNode.pop();//
            listVal.add(t.val);
            p = t.right;
        
        }
                
        return listVal;
    }
}


### 关于LeetCode94题的信息 LeetCode94题名为 **Binary Tree Inorder Traversal**,其目标是对二叉树执行中序遍历并返回节点值的结果列表。此问题的核心在于理解二叉树的结构以及如何实现中序遍历算法。 #### 中序遍历定义 中序遍历是一种深度优先搜索(DFS)策略,在访问根节点之前先访问左子树,之后再访问右子树。具体顺序如下: 1. 遍历左子树; 2. 访问当前节点; 3. 遍历右子树; 对于一棵二叉树 `root` 的输入数据形式通常是一个数组表示法或者直接给出树形结构。以下是两种常见的解法:递归方法和迭代方法。 #### 方法一:递归实现 递归是最直观的方法来完成中序遍历。通过函数调用栈自然地实现了回溯过程。 ```python class TreeNode: def __init__(self, val=0, left=None, right=None): self.val = val self.left = left self.right = right def inorderTraversal(root: TreeNode): result = [] def dfs(node): if not node: return dfs(node.left) # 左子树 result.append(node.val) # 当前节点 dfs(node.right) # 右子树 dfs(root) return result ``` #### 方法二:迭代实现 为了减少递归带来的额外开销,可以采用显式的栈模拟递归的过程。这种方法更加高效且易于控制内存消耗。 ```python def inorderTraversal(root: TreeNode): stack, result = [], [] current = root while current or stack: while current: stack.append(current) # 将所有左子节点压入栈 current = current.left current = stack.pop() # 弹出最近的一个未处理节点 result.append(current.val) # 处理该节点 current = current.right # 转向右子树继续探索 return result ``` 以上两种方法均能有效解决LeetCode94题的要求,并满足时间复杂度 \(O(n)\),其中 \(n\) 是二叉树中的节点数量[^4]。 --- ### 解决方案总结 无论是使用递归还是迭代的方式,都可以成功获取到二叉树的中序遍历结果。需要注意的是边界条件的处理,比如当输入为空时应返回空列表[]。
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