代码随想录算法训练营第十三天 | 二叉树遍历

深搜

前中后序遍历的递归写法:

递归写法很容易,直接给代码

# Definition for a binary tree node.
# class TreeNode:
#     def __init__(self, val=0, left=None, right=None):
#         self.val = val
#         self.left = left
#         self.right = right
class Solution:
    def preorderTraversal(self, root: Optional[TreeNode]) -> List[int]:
        res = []

        def dfs(root):
            if not root:
                return
            
            res.append(root.val)
            dfs(root.left)
            dfs(root.right)
            
        dfs(root)
        return res
# Definition for a binary tree node.
# class TreeNode:
#     def __init__(self, val=0, left=None, right=None):
#         self.val = val
#         self.left = left
#         self.right = right
class Solution:
    def inorderTraversal(self, root: Optional[TreeNode]) -> List[int]:
        res = []
        def dfs(root):
            if not root:
                return
            dfs(root.left)
            res.append(root.val)
            dfs(root.right)
        dfs(root)
        return res
# Definition for a binary tree node.
# class TreeNode:
#     def __init__(self, val=0, left=None, right=None):
#         self.val = val
#         self.left = left
#         self.right = right
class Solution:
    def postorderTraversal(self, root: Optional[TreeNode]) -> List[int]:
        res = []

        def dfs(root):
            if not root:
                return
            
            dfs(root.left)
            dfs(root.right)
            res.append(root.val)

        dfs(root)
        return res

前中后序遍历的迭代写法:

深搜迭代就是模拟堆栈。

前序:

首先root进栈,每次循环弹出栈顶元素,记录值并将左右子树进栈,这里要注意先压右子树再压左子树。

# Definition for a binary tree node.
# class TreeNode:
#     def __init__(self, val=0, left=None, right=None):
#         self.val = val
#         self.left = left
#         self.right = right
class Solution:
    def preorderTraversal(self, root: Optional[TreeNode]) -> List[int]:
        res = []
        if not root:
            return []
        stack = [root]

        while stack:
            cur = stack.pop()
            res.append(cur.val)
            if cur.right:
                stack.append(cur.right)
            if cur.left:
                stack.append(cur.left)
        
        return res
中序:

中序麻烦就麻烦在发现一个节点的时候并不记录他的值,而是从左边返回这个节点的时候再记录值。实际上访问顺序还是一样的都是深搜,代码中需要显式表示“从左边返回”即可。

自己先写一版:

# Definition for a binary tree node.
# class TreeNode:
#     def __init__(self, val=0, left=None, right=None):
#         self.val = val
#         self.left = left
#         self.right = right
class Solution:
    def inorderTraversal(self, root: Optional[TreeNode]) -> List[int]:
        def isNext(pre, cur):
            if pre and cur.left:
                cur = cur.left
                while cur.right:
                    cur = cur.right
                if cur == pre:
                    return True
            return False

        res = []
        if not root:
            return []
        stack = [root]
        pre = None
        while stack:
            cur = stack[-1]
            if isNext(pre, cur):
                res.append(cur.val)
                pre = stack.pop()
            else:
                while cur.left:
                    stack.append(cur.left)
                    cur = cur.left
                res.append(cur.val)
                pre = stack.pop()
            if cur.right:
                stack.append(cur.right)

        return res

这份代码能AC, 但是实在是臃肿。看一下题解解法,优化一下自己的思路。

# Definition for a binary tree node.
# class TreeNode:
#     def __init__(self, val=0, left=None, right=None):
#         self.val = val
#         self.left = left
#         self.right = right
class Solution:
    def inorderTraversal(self, root: Optional[TreeNode]) -> List[int]:
        res = []
        stack = []
        cur = root

        if not root:
            return []
        
        while cur or stack:
            while cur:
                stack.append(cur)
                cur = cur.left
            cur = stack.pop()
            res.append(cur.val)
            cur = cur.right
        return res

优化:题解方法中,只使用一个cur指针即可。每个循环开始时,一直找左子树的最左边的空,这时候回头查看栈顶,栈顶元素就是中。随后把cur指向中的右,如果右是个空,则直接取栈顶,也就是模拟返回,否则在右子树中继续找左。

这个模拟更加简洁,有点难想到。

后序:

直接反转有点trivial,这里仿照中序硬写一版。

class Solution:
    def postorderTraversal(self, root: Optional[TreeNode]) -> List[int]:
        res = []
        if not root:
            return []
        stack = []
        cur = root
        pre = None

        while cur or stack:
            while cur:
                stack.append(cur)
                cur = cur.left

            top = stack[-1]

            if top.right and top.right != pre:
                cur = top.right
            else:
                stack.pop()
                res.append(top.val)
                pre = top
            
        return res

统一迭代:

标记法,分为空标记和布尔标记。

空标记:
# Definition for a binary tree node.
# class TreeNode:
#     def __init__(self, val=0, left=None, right=None):
#         self.val = val
#         self.left = left
#         self.right = right
class Solution:
    def inorderTraversal(self, root: Optional[TreeNode]) -> List[int]:
        res = []
        if not root:
            return []
        stack = [root]

        while stack:
            node = stack[-1]
            if node != None:
                stack.pop()
                if node.right:
                    stack.append(node.right)
                stack.append(node)
                stack.append(None)
                if node.left:
                    stack.append(node.left)

            else:
                stack.pop()
                res.append(stack.pop().val)

        return res
布尔标记:
# Definition for a binary tree node.
# class TreeNode:
#     def __init__(self, val=0, left=None, right=None):
#         self.val = val
#         self.left = left
#         self.right = right
class Solution:
    def inorderTraversal(self, root: Optional[TreeNode]) -> List[int]:
        res = []
        if not root:
            return []
        stack = [(root, 0)]

        while stack:
            node = stack[-1]
            if node[1]:
                stack.pop()
                res.append(node[0].val)
            else:
                stack.pop()

                if node[0].right:
                    stack.append((node[0].right, 0))
                stack.append((node[0], 1))
                if node[0].left:
                    stack.append((node[0].left, 0))
        return res

广搜

很基础,使用队列。

# Definition for a binary tree node.
# class TreeNode:
#     def __init__(self, val=0, left=None, right=None):
#         self.val = val
#         self.left = left
#         self.right = right
class Solution:
    def levelOrder(self, root: Optional[TreeNode]) -> List[List[int]]:
        from collections import deque
        res = []
        if not root:
            return []
        que = deque([root])

        while que:
            level = []
            for i in range(len(que)):
                cur = que.popleft()
                level.append(cur.val)
                if cur.left:
                    que.append(cur.left)
                if cur.right:
                    que.append(cur.right)
            res.append(level)
        return res

代码随想录算法训练营是一个优质的学习和讨论平台,提供了丰富的算法训练内容和讨论交流机会。在训练营中,学员们可以通过观看视频讲解来学习算法知识,并根据讲解内容进行刷题练习。此外,训练营还提供了刷题建议,例如先看视频、了解自己所使用的编程语言、使用日志等方法来提高刷题效果和语言掌握程度。 训练营中的讨论内容非常丰富,涵盖了各种算法知识点和解题方法。例如,在第14天的训练营中,讲解了二叉树的理论基础、递归遍历、迭代遍历和统一遍历的内容。此外,在讨论中还分享了相关的博客文章和配图,帮助学员更好地理解和掌握二叉树遍历方法。 训练营还提供了每日的讨论知识点,例如在第15天的讨论中,介绍了层序遍历的方法和使用队列来模拟一层一层遍历的效果。在第16天的讨论中,重点讨论了如何进行调试(debug)的方法,认为掌握调试技巧可以帮助学员更好地解决问题和写出正确的算法代码。 总之,代码随想录算法训练营是一个提供优质学习和讨论环境的平台,可以帮助学员系统地学习算法知识,并提供了丰富的讨论内容和刷题建议来提高算法编程能力。<span class="em">1</span><span class="em">2</span><span class="em">3</span> #### 引用[.reference_title] - *1* *2* *3* [代码随想录算法训练营每日精华](https://blog.youkuaiyun.com/weixin_38556197/article/details/128462133)[target="_blank" data-report-click={"spm":"1018.2226.3001.9630","extra":{"utm_source":"vip_chatgpt_common_search_pc_result","utm_medium":"distribute.pc_search_result.none-task-cask-2~all~insert_cask~default-1-null.142^v93^chatsearchT3_2"}}] [.reference_item style="max-width: 100%"] [ .reference_list ]
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