二叉树的前序遍历

给定一个二叉树，返回它的 前序 遍历。

示例:

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

输出: [1,2,3]

进阶: 递归算法很简单，你可以通过迭代算法完成吗？

通过此题掌握二叉树的前序遍历，掌握Java泛型和栈的使用

题目分析：

二叉树的前序遍历，用递归遍历很容易实现，但如果用迭代算法就有一定的难度；

二叉树的前序遍历，顺序是——“根左右”（根节点，左子树，右子树），对于遍历，我们从根结点开始，访问到根结点入列表，接下来我们希望一直访问到的是左子树，右子树一定是最后访问到的，那当我们访问到右子树的时候我们此时并不需要将它入列表，那么就先将它入栈，等到需要它入列表的时候再取出来；

代码实现：

非递归：

public static class TreeNode
{
   int data;
   TreeNode left;
   TreeNode right;

   TreeNode(int val)
   {
       data = val;
   }
}

/**
* 非递归
*/
public List<Integer> preorderTraversal(TreeNode root)
{
   List<Integer> list = new ArrayList<>();
   Stack<TreeNode> stack = new Stack<>();

   if (root == null)
       return list;

   TreeNode node = root;

   while (node != null)
   {
       list.add(node.data);
       if (node.right != null)
           stack.push(node.right);
       if (node.left != null)
       {
           node = node.left;
       }
       else
       {
           if (stack.isEmpty())
               break;
           else
               node = stack.pop();
       }
   }

   return list;
}

算法分析：

以主函数中构造的二叉树p为例：

    1
   / \
  2   3
 /
4 

1. node = 1；进入while循环；node不为空，将节点1加入list，节点1的右孩子3不为空，将节点3入栈；
2. node = node.left，现在node = 2；
3. node不为空，继续循环；将节点2加入list，此时list = [1，2]；节点2的右孩子为空，左孩子不为空，则node = node.left，现在node = 4;
4. node不为空，继续循环；将节点4加入list，此时list = [1，2，4]；节点4的左孩子和右孩子为空；栈非空，node = stack.pop()，此时node = 3；
5. node不为空，继续循环；将节点3加入list，此时list = [1，2，4，3]；节点4的左孩子和右孩子为空，node = node.left = null；栈为空，break，结束此次循环;
6. node为空，while循环结束；
7. 最后返回的结果就是：[1，2，4，3]

递归：

  /**
    *递归
    */
   public List<Integer> preorderTraversal(TreeNode root)
   {
       List<Integer> list = new ArrayList<>();

       if (root == null)
           return list;

       preorder(root,list);

       return list;
   }

   public static void preorder(TreeNode root, List list)
   {
       if (root != null)
       {
           list.add(root.data);
           preorder(root.left,list);
           preorder(root.right,list);
       }
   }

主函数：

public static void main(String[] args)
{
   TreeNode p = new TreeNode(1);
   p.left = new TreeNode(2);
   p.right = new TreeNode(3);
   p.left.left = new TreeNode(4);

   Tree12 t = new Tree12();

   List<Integer> list = t.preorderTraversal(p);
   for (int i = 0; i < list.size(); i++)
   {
       System.out.print(list.get(i) + " ");
   }

}

运行结果：

1 2 4 3