[二叉数]二叉树的深度优先遍历(迭代遍历)

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一、题目描述

原文链接:144. 二叉树的前序遍历
具体描述: 给你二叉树的根节点 root ,返回它节点值的 前序 遍历。

示例 1: 在这里插入图片描述

输入:root = [1,null,2,3] 输出:[1,2,3]

示例 2:

输入:root = [] 输出:[]

示例 3:

输入:root = [1] 输出:[1]

示例 4: 在这里插入图片描述

输入:root = [1,2] 输出:[1,2]

示例 5: 在这里插入图片描述

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?


原文链接:145. 二叉树的后序遍历
具体描述: 给你一棵二叉树的根节点 root ,返回其节点值的 后序遍历 。

示例 1: 在这里插入图片描述

输入:root = [1,null,2,3] 输出:[3,2,1]

示例 2:

输入:root = [] 输出:[]

示例 3:

输入:root = [1] 输出:[1]

提示:

  • 树中节点的数目在范围 [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?


原文链接:94. 二叉树的中序遍历
具体描述: 给定一个二叉树的根节点 root ,返回 它的 中序 遍历 。

示例 1: 在这里插入图片描述

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]

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?


二、思路分析

先说说前序遍历(根左右):

  • 我们可以用栈来存储二叉树的子树,首先把整个树放到栈当中Stack<TreeNode> stack = new Stack<>();stack.push(root);
  • 首先弹出栈顶元素,把栈顶元素的根节点放到结果当中,然后在让栈来存储当前根节点的左子树和右子树,需要注意的是先存右子树,在存左字数(栈的特点是先进后出,我们要保证先左后右的顺序,所以先存右子树)
  • 直到栈为空,循环结束!

在说说后序遍历(左右根): 我们需要知道,后序遍历就是根右左的反转,比如示例1,根右左的结果是123,反转是321,正好是后序遍历! 那这么说我们只需要实现根右左就可以了,根左右是前序遍历,根右左,不就是换一下存储左右子树的顺序就可以了嘛~

再说说中序遍历(左根右): 中序遍历是必须找到最下面的左边才是第一个,所以当前节点不断等于左子树,直到最后一个左子树! 如果找到了最后一个左子树,就把结果存储起来,并开始遍历右边!直到栈空为止!

if (currentNode != null){// 找到最左边左子树
    stack.push(currentNode);
    currentNode = currentNode.left;
}else{
    TreeNode tmpNode = stack.pop();
    result.add(tmpNode.val);// 把左边的值放到结果中(注意左边其实就是根)
    currentNode = tmpNode.right;// 然后开始右边
}

三、AC代码

前序迭代遍历:

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * 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;
 *     }
 * }
 */
class Solution {
    public List<Integer> preorderTraversal(TreeNode root) {
        List<Integer> result = new ArrayList<>();

        if (root == null) return result;
        
        Stack<TreeNode> stack = new Stack<>();
        stack.push(root);
        // 根左右
        while (!stack.empty()){
            TreeNode rootNode = stack.pop();
            result.add(rootNode.val);// 把根放进去

            // 栈是先进后出,所以说先添加右边,在添加左边,出来的顺序就是先左后右
            if (rootNode.right != null){
                stack.push(rootNode.right);
            }

            if (rootNode.left != null){
                stack.push(rootNode.left);
            }

        }

        return result;
    }
}

后序迭代遍历:

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * 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;
 *     }
 * }
 */
class Solution {
    public List<Integer> postorderTraversal(TreeNode root) {
        List<Integer> result = new ArrayList<>();

        if (root == null) return result;

        Stack<TreeNode> stack = new Stack<>();
        stack.push(root);
        // 后序遍历是根右左的反转
        while (!stack.empty()){
            TreeNode rootNode = stack.pop();
            result.add(rootNode.val);

            if (rootNode.left != null){
                 stack.push(rootNode.left);
            }

            if (rootNode.right != null){
                stack.push(rootNode.right);
            }
        }

        Collections.reverse(result);
        return result;
    }
}

中序迭代遍历:

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * 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;
 *     }
 * }
 */

class Solution {
    public List<Integer> inorderTraversal(TreeNode root) {
        List<Integer> result = new ArrayList<>();
        
        if (root == null) return result;

        Stack<TreeNode> stack = new Stack<>();
        TreeNode currentNode = root;
        while (currentNode != null || stack.empty() == false){
            if (currentNode != null){// 找到最左边左子树
                stack.push(currentNode);
                currentNode = currentNode.left;
            }else{
                TreeNode tmpNode = stack.pop();
                result.add(tmpNode.val);// 把左边的值放到结果中(注意左边其实就是根)
                currentNode = tmpNode.right;// 然后开始右边
            }
        }

        return result;
    }

}

四、总结

  • 根右左反转就是后序遍历

感谢大家的阅读,我是Alson_Code,一个喜欢把简单问题复杂化,把复杂问题简单化的程序猿! ❤