LeetCode #144 - Binary Tree Preorder Traversal - Medium

相似题目：

二叉树的前序遍历：http://blog.youkuaiyun.com/Arcome/article/details/53672912

二叉树的中序遍历：http://blog.youkuaiyun.com/arcome/article/details/53672748

二叉树的后序遍历：http://blog.youkuaiyun.com/Arcome/article/details/53740883

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Problem

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

Note:

Recursive solution is trivial, could you do it iteratively?

Example

Given binary tree {1,#,2,3},
   1
    \
     2
    /
   3

return [1,2,3].

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Algorithm

整理一下题意：给定一棵二叉树，要求返回其前序遍历结果。

首先是熟悉的递归版前序遍历的方法。将访问节点的操作设置在左节点的递归和右节点的递归之前。

代码如下。

//递归版本，用时0ms
class Solution {
public:
    vector<int> preorderTraversal(TreeNode* root) {
        vector<int> result;
        if(root==NULL) return result;
        preorder(result,root);
        return result;
    }
    void preorder(vector<int>& result, TreeNode*root){
        result.push_back(root->val);
        if(root->left!=NULL) preorder(result,root->left);
        if(root->right!=NULL) preorder(result,root->right);
    }
};

对于非递归的实现，需要使用栈。

有两种方法，第一种方法与层次遍历比较相似。不过层次遍历使用的是队列，而前序遍历使用的是栈。

由于前序遍历总是把父节点排在前面子节点前面，所以每次压入子节点前先访问父节点。注意前序遍历中，左子在右子前面，所以应先把右子压栈，再把左子压栈。

代码如下。

//非递归版本1，用时0ms
class Solution {
public:
    vector<int> preorderTraversal(TreeNode* root) {
        vector<int> result;
        if(root==NULL) return result;
        stack<TreeNode*> st;
        TreeNode*p=root;
        st.push(p);
        while(!st.empty()){
            p=st.top();
            st.pop();
            result.push_back(p->val);
            if(p->right!=NULL) st.push(p->right);
            if(p->left!=NULL) st.push(p->left);
        }
        return result;
    }
};

第二种非递归方法的框架与中序遍历的迭代解法类似。

不断将左节点压入栈中，直到左节点为NULL。然后对指针指向的根节点操作，若节点为空，则设置指正指向栈顶的节点的右子，然后弹出栈顶。

因为某个节点作为父节点时必然也是作为其父节点的子节点，所以这一方法可以遍历所有节点。此方法十分巧妙，需要熟记。

代码如下。

//非递归版本2，用时3ms
class Solution {
public:
    vector<int> preorderTraversal(TreeNode* root) {
        vector<int> path;
        if(root==NULL) return path;
        stack<TreeNode*> st;
        TreeNode*p=root;
        while(p!=NULL||!st.empty()){
            while(p!=NULL){
                path.push_back(p->val);
                st.push(p);
                p=p->left;
            }
            if(p==NULL){
                p=st.top()->right;
                st.pop();
            }
        }
        return path;
    }
};