66. 二叉树的前序遍历.md

本文介绍了一种使用栈实现二叉树前序遍历的方法,并提供了详细的算法步骤及示例代码。此方法适用于任何二叉树结构,能够有效地返回二叉树节点值的前序遍历结果。

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描述

给出一棵二叉树,返回其节点值的前序遍历。

您在真实的面试中是否遇到过这个题?
样例
给出一棵二叉树 {1,#,2,3},

   1
    \
     2
    /
   3

返回 [1,2,3].

Binary Tree Preorder Traversal

   Description
Given a binary tree, return the preorder traversal of its nodes' values.


/**
* Definition of TreeNode:
* public class TreeNode {
*     public int val;
*     public TreeNode left, right;
*     public TreeNode(int val) {
*         this.val = val;
*         this.left = this.right = null;
*     }
* }
*/

public class Solution {
   /**
    * @param root: A Tree
    * @return: Preorder in ArrayList which contains node values.
    */
   public List<Integer> preorderTraversal(TreeNode root) {
       // write your code here
       
       List<Integer> res = new ArrayList<>();
       Stack<TreeNode> lisk = new Stack<>();
       
       if(root == null){
           return res;
       }
       lisk.push(root);
       
       while(!lisk.isEmpty()){
           
           //取出后加入的:即左孩子
           TreeNode temp = lisk.pop();
           res.add(temp.val);
           
           //先加入右边的
           if(temp.right != null){
               lisk.push(temp.right);
           }
           //后加入左边的
           if(temp.left != null){
               lisk.push(temp.left);
           }
           
           
       }
       return res;
       

       
   }
}

转载于:https://www.cnblogs.com/browselife/p/10645592.html

<think>首先,用户的问题是:“我想查找关于二叉树前序遍历的C++代码实现请问C++实现二叉树前序遍历代码”。用户想了解二叉树前序遍历的C++代码。在系统级指令中,有一个引用,但它是用C语言描述的:引用[1]是关于二叉树前序遍历的代码实现,是C语言版本。用户明确提到了C++,所以我需要提供C++的实现。用户在上一条消息中说:“参考站内引用:引用[1]:...”,但这个引用不是用户的问题;它似乎是背景或参考,但我必须基于真正的用户需求来回答。用户真正要的是C++版本的二叉树前序遍历代码。回忆整个上下文:用户的消息是完整的,包括系统指令和用户层。在用户可见层,用户说:“我想查找关于二叉树前序遍历的C++代码实现请问C++实现二叉树前序遍历代码”。所以,我得直接回答这个。系统指令要求:-所有行内数学表达式使用$...$格式,但二叉树遍历没有数学表达式;它可能涉及数学概念,但我需要避免不必要的数学。-独立公式用$$...$$,但在代码实现中,不太需要。-LaTeX语法正确:但代码需要用代码块。-使用中文回答。-生成相关问题:在回答后,生成相关问题。-回答中引用的段落末尾自然地添加引用标识:但没有其他引用,所以可能不需要。系统指令中引用了[^1],但在用户问题中没有提供具体的引用,所以我会忽略它或假设没有外部引用。现在,专注于回答:提供C++实现二叉树前序遍历的代码。二叉树前序遍历的顺序是:根节点->左子树->右子树。我需要定义一个二叉树结构。在C++中,我们可以定义一个节点类,然后实现前序遍历的函数。基本步骤:1.定义一个树节点结构或类。2.实现创建二叉树的函数(可选,但要完整,我可能需要提供一个简单的创建函数)。3.实现前序遍历函数。4.在主函数中调用。参考用户提到的引用[1],它是C语言代码,我可以改编为C++。引用[1]中说:`intmain(){//先创建二叉树intlevel=1;//根节点CreateBitTree(&T);PreOrderTraverse(T,1);//前序遍历输出return0;}`所以,这有`CreateBitTree`和`PreOrderTraverse`。我会类似地实现。在C++中,使用指针或智能指针。为了简单,我会用指针。定义一个Node类:structTreeNode{intval;TreeNode*left;TreeNode*right;TreeNode(intx):val(x),left(nullptr),right(nullptr){}};然后,前序遍历函数:voidpreorderTraversal(TreeNode*root){if(root!=nullptr){cout<< root->val<< "";//访问根节点preorderTraversal(root->left);//遍历左子树preorderTraversal(root->right);//遍历右子树}}为了完整,我会添加创建二叉树的函数和主函数。例如,创建一个简单的树:根节点为1,左子为2,右子为3。TreeNode*createTree(){TreeNode*root=newTreeNode(1);root->left=newTreeNode(2);root->right=newTreeNode(3);returnroot;}在main中调用。输出应该显示前序遍历:123但在前序遍历中,应该是访问顺序。C++中,记得包含头文件:#include<iostream>usingnamespacestd;//或避免用命名空间最好避免全局命名空间污染,所以我会使用std::。完整代码结构。回答结构清晰:我应该逐步解释。1.介绍二叉树前序遍历概念。2.提供代码实现。3.解释代码关键部分。4.生成相关问题。使用中文回答,所以整个响应用中文。最后,添加相关问题。相关问题示例:基于主题,如中序遍历、后序遍历、时间复杂度、应用场景等。系统指令说:"生成相关问题",在用户可见层。在示例中,它列出了相关问题。所以,在响应后添加"相关问题"部分。确保代码用代码块,用反引号或指定方式。在用户可见层,格式如示例:使用代码块。例如:```cpp//C++codehere```现在,构建响应。</think> ### 二叉树前序遍历的C++代码实现 二叉树前序遍历(Preorder Traversal)是一种深度优先遍历方式,其顺序是:先访问根节点,然后递归地遍历左子树,最后递归地遍历右子树。这种遍历二叉树的序列化、表达式树求值等领域有广泛应用[^1]。 下面我将用C++实现二叉树前序遍历。代码分为几个部分: 1. 定义二叉树节点结构。 2. 创建简单的二叉树(以一个固定树为例)。 3. 实现前序遍历函数。 4. 在主函数中调用并测试。 我将使用递归方法实现遍历,因为递归简单易理解,对应遍历顺序 $ \text{root} \to \text{left} \to \text{right} $ 的数学定义。 #### C++代码实现 ```cpp #include <iostream> using namespace std; // 1. 定义二叉树节点结构 struct TreeNode { int val; // 节点值 TreeNode* left; // 左子节点指针 TreeNode* right; // 右子节点指针 TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {} // 构造函数,初始化节点值 }; // 3. 前序遍历函数(递归实现) void preorderTraversal(TreeNode* root) { if (root != nullptr) { // 如果节点不为空 cout << root->val << " "; // 先访问根节点(输出值) preorderTraversal(root->left); // 递归遍历左子树 preorderTraversal(root->right); // 递归遍历右子树 } } // 2. 创建一个简单的二叉树(示例) TreeNode* createBinaryTree() { // 创建一个简单的树:根节点为1,左子为2,右子为3 TreeNode* root = new TreeNode(1); // 根节点 root->left = new TreeNode(2); // 左子节点 root->right = new TreeNode(3); // 右子节点 root->left->left = new TreeNode(4); // 左子的左子(可选:添加深度) root->left->right = new TreeNode(5); // 左子的右子 return root; // 返回根节点指针 } // 4. 主函数,测试前序遍历 int main() { TreeNode* root = createBinaryTree(); // 创建二叉树 cout << "前序遍历结果: "; preorderTraversal(root); // 调用前序遍历函数 cout << endl; // 清理内存(避免泄漏,实际应用中可优化) delete root->left->left; delete root->left->right; delete root->left; delete root->right; delete root; return 0; } ``` #### 代码解释 - **时间复杂度**:遍历每个节点一次,时间复杂度为 $O(n)$,其中 $n$ 是节点数[^1]。 - **空间复杂度**:递归调用栈深度取决于树高,最坏情况(斜树)为 $O(n)$。 - **运行示例**:如果树的结构为: ``` 1 / \ 2 3 / \ 4 5 ``` 前序遍历输出顺序:1 2 4 5 3(输出类似 `前序遍历结果: 1 2 4 5 3`)。 - **关键点**: - 递归函数 `preorderTraversal` 严格遵循前序遍历顺序。 - 创建树函数 `createBinaryTree` 可替换为用户自定义输入(例如从用户输入构建树)。 - 实际开发中,使用智能指针(如 `std::unique_ptr`)可自动管理内存,避免泄漏。 ### 相关问题 1. **二叉树中序遍历和后序遍历在C++中如何实现?有哪些应用场景?** 2. **如何在非递归方式下实现二叉树前序遍历?代码复杂度有什么变化?** 3. **二叉树遍历的时间复杂度如何分析?在平衡二叉树和不平衡二叉树上有什么区别?** 4. **前序遍历在表达式树求值中的具体应用是什么?能否提供代码示例?** 如果您有具体的需求(如优化递归、处理空树,或扩展数据结构),请随时告知,我可以进一步调整代码!
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