二叉树的统一迭代法
// 标记法：
// 将访问的节点放入栈中，把要处理的节点也放入栈中但是要做标记。
// 如何标记呢，就是要处理的节点放入栈之后，紧接着放入一个空指针作为标记。
class Solution {
public:
// 中序遍历
vector<int> inorderTraversal(TreeNode* root) {
// 存储遍历结果的数组
vector<int> result;
// 辅助遍历的栈
stack<TreeNode*> st;
// 根结点不为空，则把根节点压入栈中
if (root != NULL) {
st.push(root);
}
while (!st.empty()) {
TreeNode* node = st.top();
if (node != NULL) {
// 弹出该节点，避免重复操作,因为出栈是入栈的逆序，所以左根右——>右根左
st.pop();
// 右结点
if (node->right) {
st.push(node->right);
}
// 根结点,访问过但是还没有处理，加入空节点做标记
st.push(node);
st.push(NULL);
// 左结点
if (node->left) {
st.push(node->left);
}
} else {
// 此分支为遇见栈中空结点，也就是访问过根节点之后的情况
// 将空结点弹出栈
st.pop();
// 重新取出栈中元素
node = st.top();
st.pop();
result.push_back(node->val);
}
}
return result;
}
// 前序遍历
vector<int> preorderTraversal(TreeNode* root) {
vector<int> result;
stack<TreeNode*> st;
if (root != NULL) {
st.push(root);
}
// 前序遍历：根左右——>右左根
while (!st.empty()) {
TreeNode* node = st.top();
if (node != NULL) {
st.pop();
if (node->right != NULL) {
st.push(node->right);
}
if (node->left != NULL) {
st.push(node->left);
}
st.push(node);
st.push(NULL);
} else {
// 遇见空结点
st.pop();
node = st.top();
st.pop();
result.push_back(node->val);
}
}
return result;
}
// 后序遍历
vector<int> postorderTraversal(TreeNode* root) {
vector<int> result;
stack<TreeNode*> st;
if (root != NULL) {
st.push(root);
}
// 左右根——>根右左
while (!st.empty()) {
TreeNode* node = st.top();
if (node != NULL) {
st.pop();
st.push(node);
st.push(NULL);
if (node->right) {
st.push(node->right);
}
if (node->left) {
st.push(node->left);
}
} else {
st.pop();
node = st.top();
st.pop();
result.push_back(node->val);
}
}
return result;
}
};
102.二叉树的层序遍历
// 二叉树层序遍历模板
vector<vector<int>> levelOrder(TreeNode* root) {
queue<TreeNode*> que;
vector<vector<int>> result;
if (root != NULL) {
que.push(root);
}
while (!que.empty()) {
// 使用固定大小size，que的size会变化
int size = que.size();
vector<int> vec;
for (int i = 0; i < size; ++i) {
TreeNode* node = que.front();
que.pop();
vec.push_back(node->val);
if (node->left) {
que.push(node->left);
}
if (node->right) {
que.push(node->right);
}
}
result.push_back(vec);
}
return result;
}
// 二叉树层序遍历递归版
void order(TreeNode* cur, vector<vector<int>>& res, int depth) {
if (cur == NULL) {
return;
}
if (res.size() == depth) {
res.push_back(vector<int>());
}
res[depth].push_back(cur->val);
order(cur->left, res, depth + 1);
order(cur->right, res, depth + 1);
}
vector<vector<int>> levelOrder1(TreeNode* root) {
vector<vector<int>> result;
int depth = 0;
order(root, result, depth);
return result;
}
226.翻转二叉树
这道题目使用前序遍历和后序遍历都可以，唯独中序遍历不方便，因为中序遍历会把某些节点的左右孩子翻转了两次！
// 递归法
TreeNode* invertTree1(TreeNode* root) {
if (root == NULL) {
return root;
}
swap(root->left, root->right);
invertTree1(root->left);
invertTree1(root->right);
return root;
}
// 前序遍历
TreeNode* invertTree2(TreeNode* root) {
if (root == NULL) {
return root;
}
stack<TreeNode*>st;
st.push(root);
while (!st.empty()) {
TreeNode* node = st.top();
st.pop();
swap(node->left, node->right);
if (node->right) {
st.push(node->right);
}
if (node->left) {
st.push(node->left);
}
return root;
}
}
// 前序遍历 统一迭代法
TreeNode* invertTree3(TreeNode* root) {
stack<TreeNode*> st;
if (root != NULL) {
st.push(root);
}
while (!st.empty()) {
TreeNode* node = st.top();
if (node != NULL) {
st.pop();
if (node->right) {
st.push(node->right);
}
if (node->left) {
st.push(node->left);
}
st.push(node);
st.push(NULL);
} else {
// 遇见空指针
st.pop();
node = st.top();
st.pop();
swap(node->left, node->right);
}
}
return root;
}
// 层序遍历法
TreeNode* invertTree4(TreeNode* root) {
queue<TreeNode*> que;
if (root != NULL) {
que.push(root);
}
while (!que.empty()) {
int size = que.size();
for (int i = 0; i < size; ++i) {
TreeNode* node = que.front();
que.pop();
swap(node->left, node->right);
if (node->left) {
que.push(node->left);
}
if (node->right) {
que.push(node->right);
}
}
}
return root;
}
101. 对称二叉树
// 递归函数
bool compare(TreeNode* left, TreeNode* right) {
// 排除空结点的情况
if (left == NULL && right != NULL) {
return false;
}
else if (left != NULL && right == NULL) {
return false;
}
else if (left == NULL && right == NULL) {
return true;
}
// 排除数值不相同的情况
else if (left->val != right->val) {
return false;
}
// 此时左右结点不为空且数值相同
bool outside = compare(left->left, right->right);
bool inside = compare(left->right, right->left);
bool isSame = outside && inside;
return isSame;
}
// 递归法
bool isSymmetric(TreeNode* root) {
if (root == NULL) {
return true;
}
return compare(root->left, root->right);
}
bool isSymmetric1(TreeNode* root) {
if (root == NULL) return true;
stack<TreeNode*> st; // 这里改成了栈
st.push(root->left);
st.push(root->right);
while (!st.empty()) {
TreeNode* leftNode = st.top(); st.pop();
TreeNode* rightNode = st.top(); st.pop();
if (!leftNode && !rightNode) {
continue;
}
if ((!leftNode || !rightNode || (leftNode->val != rightNode->val))) {
return false;
}
st.push(leftNode->left);
st.push(rightNode->right);
st.push(leftNode->right);
st.push(rightNode->left);
}
return true;
}
