leetcode 94. Binary Tree Inorder Traversal 详解 python3_inorder traversal of its nodes' values-优快云博客

本文详细介绍了二叉树的中序遍历算法，包括递归和非递归两种方法。递归方法简洁但空间复杂度较高，非递归方法使用栈实现，适合深入理解数据结构与算法。

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一.问题描述

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

Example:

Input: [1,null,2,3]
   1
    \
     2
    /
   3

Output: [1,3,2]

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

二.解题思路

inorder Traversal:中序遍历，即左中右。

1.用递归解决的话非常简单。

合并左递归（子树)的结果，将root val 添加到结果中,然后再合并右递归的结果。

时间复杂度O(N)，空间复杂度O(N)

难点就像题目说的，用非递归的方法来解决。

2.非递归

非递归得用一个堆栈来记录父亲节点，以便孩子遍历完的时候返回。

非递归的思路就是，对于当前的节点，

1.沿着左子树一直遍历，并把当前节点加入到栈中。（左中右中左的操作实现）

2.当左子树遍历完（即碰到none），弹出父节点，将节点val加入到res中，（中操作）

3.如果有右子树，将右子树入栈，返回至1，若当前节点没有右子树，弹出栈顶一直循环直到找到一个节点有右子树或者栈空。（右操作）

这个模块还会附上一个别人实现的代码，会更清晰一点。

更多leetcode算法题解法: 专栏 leetcode算法从零到结束

三.源码

1.递归

# Definition for a binary tree node.
# class TreeNode:
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.left = None
#         self.right = None
#43
class Solution:
    def inorderTraversal(self, root: TreeNode) -> List[int]:
        if not root:return 
        res=[]
        if root.left:res.extend(self.inorderTraversal(root.left))
        res.append(root.val)
        if root.right:res.extend(self.inorderTraversal(root.right))
        return res

2.1.非递归

# Definition for a binary tree node.
# class TreeNode:
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.left = None
#         self.right = None
#43
class Solution:
    def inorderTraversal(self, root: TreeNode) -> List[int]:
        if not root:return
        stack,res=[root],[]
        while stack:
            while root.left:
                stack.append(root.left)
                root=root.left
            while stack:
                root=stack.pop()
                res.append(root.val)
                if root.right:
                    stack.append(root.right)
                    root=root.right
                    break
        return res

#version 2
# Definition for a binary tree node.
# class TreeNode:
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.left = None
#         self.right = None
#43
class Solution:
    def inorderTraversal(self, root: TreeNode) -> List[int]:
        if not root:return
        stack,res=[],[]
        while stack or root:
            while root:
                stack.append(root)
                root=root.left
            root=stack.pop()
            res.append(root.val)
            root=root.right
        return res

2.2. 非递归，代码来自https://leetcode.com/problems/binary-tree-inorder-traversal/discuss/423641/Python-iterative-solution-or-100-faster

class Solution:
    def inorderHelper(self, root: TreeNode) -> List[int]:
        stack, res = [], []
        while True:
            while root is not None:
                stack.append(root)
                root = root.left
            if len(stack) == 0:
                break
            root = stack.pop()
            res.append(root.val)
            root = root.right
        return res            
    
    def inorderTraversal(self, root: TreeNode) -> List[int]:
        return self.inorderHelper(root)