LeetCode - Binary Tree Inorder Traversal

本文介绍了一种不使用递归实现二叉树中序遍历的方法,通过栈结构来辅助实现节点的访问顺序。文章详细解释了算法的具体步骤,并提供了一个简洁高效的 Java 实现。

https://leetcode.com/problems/binary-tree-inorder-traversal/

这道题如果用递归的话非常简单。

如果不用递归,那么就是用一个栈,把有左节点的node push到栈中,知道没有左节点为止,然后pop一个节点,把这个节点的值输出,这个节点的右节点,以及右节点左边的节点又依次push到栈中。但是这个解法问题就是,需要Push的时候,是判断一个节点是否有左节点和右节点,但有可能这个节点的所有左边节点都已经被处理过了,那么要么破坏原来树的结构,要么用hashtable来记录已经处理过的节点。

后来发现其实根本不需要这样,这个方法是用一个node来记录下一个要处理的节点,保证当一个节点pop出来的时候,它的所有左子树都已经处理过了,就只需要再看它右节点了,这样就可以避免把已经处理过的节点再次放到栈中:

public class Solution {
    public List<Integer> inorderTraversal(TreeNode root) {
        List<Integer> rst = new LinkedList<Integer>();
        if(root == null) return rst;
        
        Stack<TreeNode> stack = new Stack<TreeNode>();
        TreeNode node = root;
        while(!stack.empty() || node!=null){
            while(node!=null){
                stack.push(node);
                node = node.left;
            }
            node = stack.pop();
            rst.add(node.val);
            node = node.right;
        }
        
        return rst;
    }
}


智慧医药系统(smart-medicine)是一款采用SpringBoot架构构建的Java Web应用程序。其界面设计简洁而富有现代感,核心特色在于融合了当前前沿的生成式人工智能技术——具体接入了阿里云的通义千问大型语言模型,以此实现智能医疗咨询功能,从而增强系统的技术先进性与实用价值。该系统主要定位为医学知识查询与辅助学习平台,整体功能结构清晰、易于掌握,既适合编程初学者进行技术学习,也可作为院校课程设计或毕业项目的参考实现。 中医舌诊作为传统医学的重要诊断手段,依据舌象的颜色、形状及苔质等特征来辨析生理状况与病理变化。近年来,随着计算科学的进步,人工智能技术逐步渗透到这一传统领域,形成了跨学科的研究与应用方向。所述的中医舌诊系统正是这一方向的实践产物,它运用AI算法对舌象进行自动化分析。系统以SpringBoot为基础框架,该框架依托Java语言,致力于简化Spring应用程序的初始化与开发流程,其突出优势在于能高效构建独立、可投入生产的应用,尤其契合微服务架构与云原生环境,大幅降低了开发者在配置方面的负担。 系统中整合的通义千问大语言模型属于生成式人工智能范畴,通过海量数据训练获得模拟人类语言的能力,可在限定领域内生成连贯文本,为用户提供近似专业医生的交互式咨询。该技术的引入有助于提升诊断过程的自动化水平与结果一致性。 在设计与体验层面,本系统强调逻辑明晰与操作简便,旨在降低用户的学习门槛,尤其适合中医知识的入门教学。整体交互模式接近百科全书式查询,功能模块精炼聚焦,因而非常适用于教育场景,例如学术项目展示或毕业设计答辩。通过直观的实践界面,使用者能够更深入地理解中医舌诊的理论与方法。 此外,系统界面遵循简约大气的设计原则,兼顾视觉美感与交互流畅性,以提升用户的专注度与使用意愿。结合AI的数据处理能力,系统可实现对舌象特征的快速提取与实时分析,这不仅为传统诊断方法增添了客观量化维度,也拓展了中医知识传播的途径。借助网络平台,该系统能够突破地域限制,使更多用户便捷地获取专业化的中医健康参考,从而推动传统医学在现代社会的应用与普及。 资源来源于网络分享,仅用于学习交流使用,请勿用于商业,如有侵权请联系我删除!
【掺铒光纤放大器(EDFA)模型】掺铒光纤放大器(EDFA)分析模型的模拟研究(Matlab代码实现)内容概要:本文介绍了掺铒光纤放大器(EDFA)分析模型的模拟研究,并提供了基于Matlab的代码实现方案。通过对EDFA的工作原理、增益特性、噪声系数等关键性能指标进行数学建模与仿真分析,帮助研究人员深入理解其在光通信系统中的作用机制。文档还列举了多个相关科研方向的技术支持内容,涵盖智能优化算法、路径规划、无人机应用、通信与信号处理、电力系统管理等多个领域,展示了Matlab在科学研究与工程仿真中的广泛应用能力。此外,文中附带网盘链接,便于获取完整的代码资源与开发工具包。; 适合人群:具备一定光学通信或电子信息背景,熟悉Matlab编程,从事科研或工程仿真的研究生、高校教师及技术研发人员。; 使用场景及目标:①用于光通信系统中EDFA性能的理论分析与仿真验证;②支持科研人员快速构建和测试EDFA模型,提升研究效率;③为教学实验、毕业设计及学术论文复现提供可靠的技术参考与代码基础。; 阅读建议:建议读者结合光通信基础知识,按照文档结构逐步运行并调试Matlab代码,重点关注模型参数设置与仿真结果分析,同时可利用提供的网盘资源拓展学习其他相关课题,深化对系统级仿真的理解。
<think>好的,我现在需要帮助用户补全一个C语言的二叉树中序遍历代码,包括头文件、输入输出控制,并且详细解释指针和函数的含义,添加必要的注释。首先,我得仔细分析用户提供的代码片段,理解其结构和功能。 用户给出的代码是LeetCode官方题解中的中序遍历实现,分为两个函数:inorderinorderTraversalinorder函数是递归实现的,负责遍历二叉树并将节点值存入数组。inorderTraversal函数负责初始化数组并调用inorder函数。用户希望补全成一个完整的C程序,包括头文件,允许用户输入,自由控制输出,同时详细注释说明。 首先,我需要确定需要包含哪些头文件。标准输入输出头文件stdio.h肯定是需要的,还有stdlib.h用于malloc和free函数。此外,二叉树的结构体定义可能需要包含,比如struct TreeNode,通常在LeetCode中已经定义好了,但在完整代码中需要用户自己定义。所以,应该在代码中定义TreeNode结构体。 接下来,考虑如何让用户输入二叉树。在C语言中,交互式输入二叉树比较麻烦,因为需要用户按照某种顺序输入节点,可能需要使用递归方法创建树。或者,可以采用更简单的方式,比如先序输入,用-1表示空节点。这样用户输入起来相对简单,代码也容易处理。 然后,补全main函数,处理用户输入,调用中序遍历函数,输出结果。需要处理内存分配和释放,避免内存泄漏。此外,需要详细注释每个函数和指针的作用,特别是递归函数中的参数,比如res数组和resSize指针。 需要注意的几点: 1. 结构体定义:用户提供的代码使用了struct TreeNode,所以需要先定义它,包含val、left和right指针。 2. 输入函数:需要编写一个创建二叉树的函数,比如createTree,递归读取用户输入,构建树结构。 3. 内存释放:遍历完成后,需要释放二叉树占用的内存,编写freeTree函数递归释放节点。 4. 错误处理:例如,处理用户输入时的错误,或者内存分配失败的情况,但可能在示例代码中简化处理。 5. 指针解释:比如inorder函数中的res是一个指向数组的指针,resSize是指向当前数组大小的指针,通过解引用操作来更新大小。 接下来,按照步骤补全代码: 1. 包含必要的头文件:stdio.h, stdlib.h。 2. 定义TreeNode结构体。 3. 编写createTree函数,用于用户输入创建二叉树。 4. 实现inorderinorderTraversal函数,如用户提供的代码。 5. 编写freeTree函数释放内存。 6. 在main函数中,调用createTree,执行遍历,输出结果,最后释放所有内存。 在注释方面,每个函数的参数、返回值、功能都需要说明。特别是对于指针参数,如int* returnSize,需要解释其作用,即返回数组的大小。对于递归函数inorder,要说明其遍历顺序,即左--右。 在用户输入处理部分,需要提示用户输入节点的值,例如按先序输入,用-1表示空。例如,输入序列如1 -1 2 3 -1 -1 -1,对应的二叉树是根节点1,右子树为2,其左子树为3。 测试部分,例如输入示例,确保程序正确输出中序结果。例如,上述输入的中序遍历应为1,3,2,输出数组为[1,3,2]。 最后,确保代码中没有语法错误,比如malloc的返回值需要强制转换(但在C中不需要),但C语言中malloc返回的是void*,可以直接赋值给其他指针,所以不需要强制转换。不过有些编译器可能会有警告,但通常可以忽略。 现在,把这些步骤整合成一个完整的C程序,添加详细注释,特别是解释指针的使用,比如在inorder函数中,resSize是指针,因为需要修改外部变量的大小值,而C语言中函数参数是按值传递,必须通过指针来修改外部变量。 可能遇到的问题:用户在输入时,如果输入格式不正确,程序可能会出错。但在示例代码中,可能不做复杂处理,只假设用户按正确格式输入。 总结,补全后的代码应包括: - 头文件 - 结构体定义 - 创建树的函数 - 中序遍历函数 - 释放树的函数 - main函数处理输入输出 现在将这些内容编写成代码,并添加详细的中文注释。</think>以下是根据要求补全的完整C语言代码,包含详细注释和输入输出控制: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> /* 二叉树结点结构体定义 */ struct TreeNode { int val; // 节点存储的值 struct TreeNode *left; // 左子树指针 struct TreeNode *right; // 右子树指针 }; /** * @brief 递归创建二叉树(先序方式创建) * @return 返回创建完成的二叉树根节点指针 * @note 输入时使用-1表示空节点 */ struct TreeNode* createTree() { int value; printf("请输入节点值(-1表示空): "); scanf("%d", &value); if (value == -1) { return NULL; // 空节点 } // 创建新节点 struct TreeNode* node = (struct TreeNode*)malloc(sizeof(struct TreeNode)); node->val = value; printf("创建 %d 的左子节点\n", value); node->left = createTree(); // 递归创建左子树 printf("创建 %d 的右子节点\n", value); node->right = createTree(); // 递归创建右子树 return node; } /** * @brief 递归实现中序遍历 * @param root 当前遍历的二叉树节点指针 * @param res 存储遍历结果的数组指针 * @param resSize 记录数组当前长度的指针(需要修改外部变量故使用二级指针) */ void inorder(struct TreeNode* root, int* res, int* resSize) { if (!root) return; inorder(root->left, res, resSize); // 1.递归遍历左子树 res[(*resSize)++] = root->val; // 2.将当前节点值存入数组 inorder(root->right, res, resSize); // 3.递归遍历右子树 } /** * @brief 二叉树的中序遍历入口函数 * @param root 二叉树根节点指针 * @param returnSize 返回数组长度的指针(通过地址修改外部变量) * @return 返回存储遍历结果的数组指针 */ int* inorderTraversal(struct TreeNode* root, int* returnSize) { int* res = (int*)malloc(sizeof(int) * 501); // 分配最大501元素的数组空间 *returnSize = 0; // 初始化数组长度为0 inorder(root, res, returnSize); // 执行中序遍历 return res; } /** * @brief 释放二叉树内存(后序遍历方式释放) * @param root 二叉树根节点指针 */ void freeTree(struct TreeNode* root) { if (!root) return; freeTree(root->left); // 递归释放左子树 freeTree(root->right); // 递归释放右子树 free(root); // 释放当前节点 } int main() { // 创建二叉树 printf("创建二叉树(示例输入:1 -1 2 3 -1 -1 -1)\n"); struct TreeNode* root = createTree(); // 执行中序遍历 int size = 0; int* result = inorderTraversal(root, &size); // 输出结果 printf("\n中序遍历结果: ["); for (int i = 0; i < size; ++i) { printf("%d", result[i]); if (i != size - 1) printf(", "); } printf("]\n"); // 释放内存 freeTree(root); free(result); return 0; } ``` 代码结构说明: 1. 指针使用解析: - `struct TreeNode*`:二叉树节点指针,用于表示树结构 - `int* res`:动态数组指针,存储遍历结果 - `int* returnSize`:通过指针传递数组长度,使函数能修改外部变量 2. 核心函数说明: - `createTree()`:通过递归先序创建二叉树,用户输入-1表示空节点 - `inorder()`:递归实现左--右的遍历顺序,使用指针操作修改结果数组 - `inorderTraversal()`:初始化结果数组并启动递归遍历 - `freeTree()`:后序遍历方式递归释放内存 3. 执行流程示例: ``` 创建二叉树(示例输入:1 -1 2 3 -1 -1 -1) 请输入节点值(-1表示空): 1 创建 1 的左子节点 请输入节点值(-1表示空): -1 创建 1 的右子节点 请输入节点值(-1表示空): 2 创建 2 的左子节点 请输入节点值(-1表示空): 3 创建 3 的左子节点 请输入节点值(-1表示空): -1 创建 3 的右子节点 请输入节点值(-1表示空): -1 创建 2 的右子节点 请输入节点值(-1表示空): -1 中序遍历结果: [1, 3, 2] ``` 4. 内存管理: - 动态分配树节点内存(createTree- 动态分配结果数组内存(inorderTraversal- 显式释放所有分配的内存(freeTree + free(result)) 该实现完整展示了二叉树创建、遍历和内存管理的完整流程,通过指针操作实现递归遍历和数据传递,符合C语言的内存管理规范。
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