二叉树遍历、二叉树深度、LRU缓存机制的代码示例 一点课堂（多岸学院）

二叉树的遍历 ★★★★★TreeNode 节点/ Definition for a binary tree node. /public class TreeNode {int val;TreeNode left;TreeNode right;

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

1. 递归调用 (深度优先遍历) ★☆☆☆☆
   public void preorderTraversal(TreeNode root) {
   if (root == null) {
   return;
   }
   // 可调整前、中、后序遍历
   System.out.print(root.val);
   preorderTraversal(root.left);
   preorderTraversal(root.right);
   }
   2.1 非递归遍历 - 基于栈 (前序遍历、深度优先遍历) ★★★☆☆（不推荐）
   public List preorderTraversalWithStack(TreeNode root) {

    LinkedList<Integer> output = new LinkedList<>();

    // 用于回溯的栈
    Stack<TreeNode> stack = new Stack<>();

    while (root != null || !stack.isEmpty()) {
      // 访问结点的数据，并且移动到左子结点，直到无左子结点
      while (root != null) {
        output.add(root.val);
        stack.push(root); // 将当前节点 push 到栈中，方便后续回溯
        root = root.left; // 遍历左子结点
      }
      // 回溯，遍历右子结点
      if (!stack.isEmpty()) {
        root = stack.pop().right;
      }
    }

    return output;
}
2.2非递归遍历 - 基于栈改进版（基于队列的栈模式）（执行时间较上者提升1倍） ★★★★☆
public List<Integer> preorderTraversalWithStack(TreeNode root) {

    LinkedList<Integer> output = new LinkedList<>();

    // 用于回溯的栈(基于链表实现，不用担心栈的扩容问题)
    LinkedList<TreeNode> stack = new LinkedList<>();

    while (root != null || !stack.isEmpty()) {
      // 访问结点的数据，并且移动到左子结点，直到无左子结点
      while (root != null) {
        output.add(root.val);
        stack.add(root); // 将当前节点 add 到栈中，方便后续回溯
        root = root.left; // 遍历左子结点
      }
      // 回溯，遍历右子结点
      if (!stack.isEmpty()) {
        root = stack.pollLast().right;
      }
    }

    return output;
}
3. 非递归遍历 - 基于队列 (层次遍历、广度优先遍历、O(n)) ★★★★☆
public List<Integer> levelorderTraversal(TreeNode root) {
    LinkedList<Integer> output = new LinkedList<>();
    if (root == null) {
         return output;
    }

    Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
    queue.add(root);

    // 遍历队列
    while (!queue.isEmpty()) {
        // 从队列头部取出一个结点
        root = queue.poll();
        output.add(root.val);
        // 将左右子结点放入队列尾部
        if (root.left != null) {
            queue.add(root.left);
        }
        if (root.right != null) {
            queue.add(root.right);
        }
    }

    return output;
}
4. Morris Traversal(莫里斯遍历、O(n)) ★★★★☆
public List<Integer> morrisTraversal(TreeNode root) {
    LinkedList<Integer> output = new LinkedList<>();

    TreeNode prev;
    TreeNode curr = root;
    while (curr != null) {
        // 向左子节点遍历
        if (curr.left != null) {
            prev = curr.left;
            while (prev.right != null && prev.right != curr) {
                prev = prev.right;
            }
            // 右子节点的回溯指针绑定
            if (prev.right == null) {
                prev.right = curr;
                curr = curr.left;
            } else {
                output.add(curr.val);
                prev.right = null;
                curr = curr.right;
            }
            // 向右子节点遍历
        } else {
            output.add(curr.val);
            curr = curr.right;
        }
    }

    return output;
}
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