算法通关村 —— 迭代实现二叉树的前中后序遍历

目录

迭代实现二叉树的前中后序遍历

一 迭代实现前序遍历

二 迭代实现中序遍历

三 迭代实现后序遍历

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迭代实现二叉树的前中后序遍历

一 迭代实现前序遍历

前序遍历是中左右，如果当前节点还有左子树就一直向下找。直到当前节点没有左子树后再返回从最底层逐步向上向右找。则可写出如下代码：（注！代码中空节点不入栈）

public List<Integer> preorderTraversal(TreeNode root) {
    // 存放遍历结果的列表
    List<Integer> res = new ArrayList<>();
    if(root == null) return res;
    // 存放遍历到的节点，使得向左查找完毕后可以返回向右向上查找
    Deque<TreeNode> stack = new LinkedList<TreeNode>();
    TreeNode node = root;
    while(!stack.isEmpty() || node != null){
        while(node != null){
            // 迭代一直查找左节点
            res.add(node.val);
            stack.push(node);
            node = node.left;
        }
        // 若节点没有左孩子，则将节点出栈，并查找他是否有右孩子
        node = stack.pop();
        node = node.right;
    }
    return res;
}

二 迭代实现中序遍历

再来看中序遍历，中序遍历顺序为左中右，先访问二叉树左子树的节点，然后一层一层向下访问，直到到达树左面的最底部，再开始处理节点（也就是把节点值存进res列表）。然后处理其父节点，再处理其父节点的右节点。处理完后再继续回到上一层的父节点，如此重复迭代而已。在使用迭代法写中序遍历时，就需要借用指针的遍历来帮助访问接待你，栈则用来处理节点上的元素。

具体实现代码如下：

public List<Integer> inorderTraversal(TreeNode root) {
    // 存放遍历结果的列表
    List<Integer> res = new ArrayList<>();
    if(root == null) return res;
    // 存放遍历到的节点的栈
    Deque<TreeNode> stack = new LinkedList<TreeNode>();
    while(!stack.isEmpty() || root != null){
        while(root != null){
            // 迭代往下访问左节点直到为空
            stack.push(root);
            root = root.left;
        }
        // 当节点不存在时，将上一个节点出栈并获取节点的值
        root = stack.pop();
        res.add(root.val);
        // 访问其右节点
        root = root.right;
    }
    return res;
}

三 迭代实现后序遍历

这里介绍的是反转法来迭代实现后序遍历，我们知道后序遍历顺序为左右中，所以我们如果得到了中左右的遍历顺序结果，通过反转的方法便可得到后序遍历结果。所以方法很简单，只需改造以下前序遍历，让他先访问右节点便好。最后把结果反转一下就得到后序遍历结果了。如下图所示：

具体实现代码如下：

public List<Integer> postorderTraversal(TreeNode root) {
    // 存放遍历结果的列表
    List<Integer> res = new ArrayList<>();
    if(root == null) return res;
    // 存放遍历到的节点的栈
    Deque<TreeNode> stack = new LinkedList<>();
    TreeNode node = root;
    while(!stack.isEmpty() || node != null){
        while(node != null){
            // 一直迭代寻找右节点
            res.add(node.val);
            stack.push(node);
            node = node.right;
        }
        // 若无右节点则出栈寻找其左节点
        node = stack.pop();
        node = node.left;
    }
    // 将得到的中右左的前序遍历结果反转则得到左右中的后序遍历结果
    Collections.reverse(res);
    return res;
}