LeetCode 94：二叉树的中序遍历

1. 题目描述

给定一个二叉树的根节点 root，返回它的 中序遍历 结果。中序遍历 的顺序是：左子树 -> 根节点 -> 右子树。

示例

输入： root = [1,null,2,3] 输出： [1,3,2]

2. 解题思路

中序遍历是二叉树遍历的一种经典方式，通常可以通过 递归 或 迭代 实现。

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方法 1：递归

递归是最直观的实现方式。

步骤

1. 递归遍历左子树。
2. 访问根节点。
3. 递归遍历右子树。

代码实现

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * type TreeNode struct {
 *     Val int
 *     Left *TreeNode
 *     Right *TreeNode
 * }
 */
func inorderTraversal(root *TreeNode) []int {
    var result []int
    var inorder func(node *TreeNode)
    
    inorder = func(node *TreeNode) {
        if node == nil {
            return
        }
        inorder(node.Left)        // 遍历左子树
        result = append(result, node.Val) // 访问根节点
        inorder(node.Right)       // 遍历右子树
    }
    
    inorder(root)
    return result
}

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方法 2：迭代（使用栈）

递归的本质是栈，因此可以通过显式使用栈来模拟递归过程。

步骤

1. 从根节点开始，将所有左子节点入栈。
2. 弹出栈顶节点，访问该节点。
3. 将当前节点指向其右子节点，重复步骤 1。

代码实现

func inorderTraversal(root *TreeNode) []int {
    var result []int
    stack := []*TreeNode{}
    curr := root

    for curr != nil || len(stack) > 0 {
        // 将所有左子节点入栈
        for curr != nil {
            stack = append(stack, curr)
            curr = curr.Left
        }

        // 弹出栈顶节点并访问
        curr = stack[len(stack)-1]
        stack = stack[:len(stack)-1]
        result = append(result, curr.Val)

        // 转向右子树
        curr = curr.Right
    }

    return result
}

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3. 类似题目

1. 二叉树的前序遍历（LeetCode 144）

• 题目描述：给定一个二叉树的根节点 root，返回它的 前序遍历 结果。
• 解题思路：前序遍历的顺序是：根节点 -> 左子树 -> 右子树。可以使用递归或迭代实现。

2. 二叉树的后序遍历（LeetCode 145）

• 题目描述：给定一个二叉树的根节点 root，返回它的 后序遍历 结果。
• 解题思路：后序遍历的顺序是：左子树 -> 右子树 -> 根节点。可以使用递归或迭代实现。

3. 二叉树的层序遍历（LeetCode 102）

• 题目描述：给定一个二叉树的根节点 root，返回它的 层序遍历 结果。
• 解题思路：使用队列实现广度优先搜索（BFS）。

4. 验证二叉搜索树（LeetCode 98）

• 题目描述：给定一个二叉树的根节点 root，判断它是否是一个有效的二叉搜索树。
• 解题思路：中序遍历二叉搜索树的结果是一个递增序列，可以利用这一性质进行验证。

5. 二叉搜索树中的搜索（LeetCode 700）

• 题目描述：给定一个二叉搜索树的根节点 root 和一个值 val，找到节点值等于 val 的节点。
• 解题思路：利用二叉搜索树的性质进行搜索。

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4. 总结

• 中序遍历 是二叉树遍历的基础，掌握递归和迭代的实现方式非常重要。
• 类似题目包括前序遍历、后序遍历、层序遍历等，都是二叉树遍历的变种。