代码随想录算法训练营第十四天/144.二叉树的前序遍历、145.二叉树的后序遍历、94二叉树的中序遍历

本文介绍了二叉树的基本概念,包括满二叉树、完全二叉树等分类,以及前序、中序、后序遍历的方法,并通过实例代码详细解释了每种遍历方式的实现过程。


二叉树知识点复习

1.分类

二叉树分为:

  1. 满二叉树
  2. 完全二叉树
  3. 二叉搜索树
  4. 平衡二叉树
  5. 平衡二叉搜索树

2.遍历方式

前三种常用递归法,最后那种常用迭代法:
深度优先遍历(DFS):

  1. 前序遍历:中左右
  2. 中序遍历:左中右
  3. 后序遍历:左右中

广度优先遍历(BFS):
4. 层次遍历:从上到下,从左到右

3.存储方式

二叉树可以链式存储;也可以顺序存储,顺序存储用的是数组,一般不常用;但是常用都是链式存储。

以下是常用链表的二叉树的节点定义,一定要自己独立写出!!!

public class TreeNode {
      int val;
      TreeNode left;
      TreeNode right;
      TreeNode() {}
      TreeNode(int val) { this.val = val; }
      TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {
          this.val = val;
          this.left = left;
          this.right = right;
     }
  }

144.二叉树的前序遍历

1.思路

优先使用递归,前序遍历的遍历方式是:中左右,按照这个方式去对中的数据处理而对左右节点进行递归。

2.实现代码

class Solution {
    public List<Integer> preorderTraversal(TreeNode root) {
        List<Integer> list=new ArrayList<Integer>();
        preorder(root,list);
        return list;      
    }
    public void preorder(TreeNode root,List<Integer> listt){
        if(root==null){
            return;
        }
        //中
        listt.add(root.val);
        //左
        preorder(root.left,listt);
        //右
        preorder(root.right,listt);
    }
}

145.后序遍历

1.思路

后序遍历的遍历顺序是:左右中,总体是和前序遍历相同的,除了遍历顺序不同除外。

2.实现代码

class Solution {
    public List<Integer> postorderTraversal(TreeNode root) {
        List<Integer> list=new ArrayList<>();
        postorder(root,list);
        return list;
      
    }
    public void postorder(TreeNode root,List<Integer> list){
        if(root==null){
            return;
        }
        //左
        postorder(root.left,list);
        //右
        postorder(root.right,list);
        //中
        list.add(root.val);
    }
}

94.中序遍历

1.思路

中序遍历的遍历顺序是:左中右,总体是和前序遍历相同的,除了遍历顺序不同除外。

2.实现代码

class Solution {
    public List<Integer> inorderTraversal(TreeNode root) {
        List<Integer> list=new ArrayList<>();
        inorder(root,list);
        return list;     
    }
    public void inorder(TreeNode root,List<Integer> list){
        if(root==null){
            return;
        }
        //左
        inorder(root.left,list);
        //中
        list.add(root.val);
        //右
        inorder(root.right,list);
    }
}

拓展题目

589.N叉树的前序遍历

思路:首先前序遍历是:中左右,优先使用递归法,与二叉树的前序遍历不同的地方是:二叉树只有左右两个孩子,而N叉树有N个孩子,要将所有孩子遍历然后逐一使用递归。

代码实现:

class Solution {
    public List<Integer> preorder(Node root) {
        List<Integer> list=new ArrayList<>();
        preorderN(root,list);
        return list;  
    }
    public void preorderN(Node root,List<Integer> list){
        if(root==null){
            return;
        }
        //中
        list.add(root.val);
        //所有子节点
        for(Node node:root.children){
            preorderN(node,list);
        }
    }
}

590.二叉树的后序遍历

思路:遍历顺序:左右中,除顺序不同外,其他的都是相同的,所以只要改变遍历顺序即可。

实现代码:

class Solution {
    public List<Integer> postorder(Node root) {
        List<Integer> list=new ArrayList<>();
        postorderN(root,list);
        return list;    
    }
    public void postorderN(Node root,List<Integer> list){
        if(root==null){
            return;
        }
        for(Node node:root.children){
            postorderN(node,list);
        }
        list.add(root.val);
    }
}

总结

今日的内容就是掌握递归法对二叉树或者N叉树进行遍历,能用递归也能用迭代法和其他方法,都是只要优先掌握递归就好,注意如何递归。

### 关于代码随想录 Day04 的学习资料与解析 #### 一、Day04 主要内容概述 代码随想录 Day04 的主要内容围绕 **二叉树遍历** 展开,包括前序、中序后序三种遍历方式。这些遍历可以通过递归实现,也可以通过栈的方式进行迭代实现[^1]。 #### 二、二叉树遍历方法详解 ##### 1. 前序遍历(Pre-order Traversal) 前序遍历遵循访问顺序:根节点 -> 左子树 -> 右子树。以下是基于递归的实现: ```python def preorderTraversal(root): result = [] def traversal(node): if not node: return result.append(node.val) # 访问根节点 traversal(node.left) # 遍历左子树 traversal(node.right) # 遍历右子树 traversal(root) return result ``` 对于迭代版本,则可以利用显式的栈来模拟递归过程: ```python def preorderTraversal_iterative(root): stack, result = [], [] current = root while stack or current: while current: result.append(current.val) # 访问当前节点 stack.append(current) # 将当前节点压入栈 current = current.left # 转向左子树 current = stack.pop() # 弹出栈顶元素 current = current.right # 转向右子树 return result ``` ##### 2.序遍历(In-order Traversal) 中序遍历遵循访问顺序:左子树 -> 根节点 -> 右子树。递归实现如下: ```python def inorderTraversal(root): result = [] def traversal(node): if not node: return traversal(node.left) # 遍历左子树 result.append(node.val) # 访问根节点 traversal(node.right) # 遍历右子树 traversal(root) return result ``` 迭代版本同样依赖栈结构: ```python def inorderTraversal_iterative(root): stack, result = [], [] current = root while stack or current: while current: stack.append(current) # 当前节点压入栈 current = current.left # 转向左子树 current = stack.pop() # 弹出栈顶元素 result.append(current.val) # 访问当前节点 current = current.right # 转向右子树 return result ``` ##### 3. 后序遍历(Post-order Traversal) 后序遍历遵循访问顺序:左子树 -> 右子树 -> 根节点。递归实现较为直观: ```python def postorderTraversal(root): result = [] def traversal(node): if not node: return traversal(node.left) # 遍历左子树 traversal(node.right) # 遍历右子树 result.append(node.val) # 访问根节点 traversal(root) return result ``` 而迭代版本则稍复杂一些,通常采用双栈法或标记法完成: ```python def postorderTraversal_iterative(root): if not root: return [] stack, result = [root], [] while stack: current = stack.pop() result.insert(0, current.val) # 插入到结果列表头部 if current.left: stack.append(current.left) # 先压左子树 if current.right: stack.append(current.right) # 再压右子树 return result ``` #### 三、补充知识点 除了上述基本的二叉树遍历外,Day04 还可能涉及其他相关内容,例如卡特兰数的应用场景以及组合问题的基础模板[^2][^4]。如果遇到具体题目,可以根据实际需调用相应算法工具。 --- ####
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