【树-简单】94. 二叉树的中序遍历

【题目】
给定一个二叉树的根节点 root ，返回它的 中序 遍历。
【示例 1】
输入：root = [1,null,2,3]
输出：[1,3,2]
【示例 2】
输入：root = []
输出：[]
【示例 3】
输入：root = [1]
输出：[1]
【示例 4】
输入：root = [1,2]
输出：[2,1]
【示例 5】
输入：root = [1,null,2]
输出：[1,2]
【提示】

树中节点数目在范围 [0, 100] 内
-100 <= Node.val <= 100

进阶: 递归算法很简单，你可以通过迭代算法完成吗？
【代码】
【1 递归】

# 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 visit(self,root):
        if not root:
            return
        self.visit(root.left)
        self.ans.append(root.val)
        self.visit(root.right)
    def inorderTraversal(self, root: TreeNode) -> List[int]:
        self.ans=[]
        self.visit(root)
        return self.ans

【2 迭代】

# 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: TreeNode) -> List[int]:
        ans=[]
        if not root:
            return ans
        stack=[]
        node=root
        while stack or node:
            while node:
                stack.append(node)
                node=node.left
            node=stack.pop()
            ans.append(node.val)
            node=node.right
        return ans

【Morris 中序遍历】能将非递归的中序遍历空间复杂度降为 O(1)
步骤：
假设当前遍历到的节点为 x

1. 如果 x无左孩子，先将 x 的值加入答案数组，再访问 x 的右孩子，即 x=x.right
2. 如果 x 有左孩子，则找到 x 左子树上最右的节点（即左子树中序遍历的最后一个节点，x在中序遍历中的前驱节点），我们记为 predecessor。根据 predecessor 的右孩子是否为空，进行如下操作。
   2.1 如果 predecessor的右孩子为空，则将其右孩子指向 x，然后访问 x 的左孩子，即 x=x.left
   2.2如果 predecessor的右孩子不为空，则此时其右孩子指向 x，说明我们已经遍历完 x 的左子树，我们将 predecessor 的右孩子置空，将 x的值加入答案数组，然后访问 x的右孩子，即 x=x.right
3. 重复上述操作，直至访问完整棵树。

# 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 inorderTraversal(self, root: TreeNode) -> List[int]:
        res=[]
        while root:
            if root.left:
                # predecessor 节点就是当前 root 节点向左走一步，然后一直向右走至无法走为止
                predecessor = root.left
                while predecessor.right != None and predecessor.right != root:
                    predecessor = predecessor.right
                # 让 predecessor 的右指针指向 root，继续遍历左子树
                if predecessor.right is None:
                    predecessor.right = root
                    root = root.left
                # 说明左子树已经访问完了，我们需要断开链接
                else:
                    res.append(root.val)
                    predecessor.right = None
                    root = root.right
            # 如果没有左孩子，则直接访问右孩子
            else:
                res.append(root.val)
                root = root.right
        return res