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二叉树的前中后序遍历(非递归实现)

互联网 diligentman 4小时前 2次浏览

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二叉树的前序遍历

二叉树的前中后序遍历(非递归实现)
在不使用递归的方式遍历二叉树时,我们可以使用一个栈模拟递归的机制。二叉树的前序遍历顺序是:根 → 左子树 → 右子树,我们可以先将二叉树的左路结点入栈,在入栈的同时便对其进行访问,此时就相当于完成了根和左子树的访问,当左路结点入栈完毕后再从栈顶依次取出结点,并用同样的方式访问其右子树即可。

具体步骤如下:

  1. 将左路结点入栈,入栈的同时访问左路结点。
  2. 取出栈顶结点top。
  3. 准备访问top结点的右子树。
struct TreeNode {
    int val;
    TreeNode *left;
    TreeNode *right;
    TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
    TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
    TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
};
class Solution {
public:
	//前序遍历
	vector<int> preorderTraversal(TreeNode* root) {
		stack<TreeNode*> st; //辅助栈
		vector<int> ret; //用于存放前序遍历的结果
		TreeNode* cur = root;
		while (cur || !st.empty())
		{
			//1、将左路结点入栈,入栈的同时访问左路结点
			while (cur)
			{
				st.push(cur);
				ret.push_back(cur->val);
				cur = cur->left;
			}
			//2、取出栈顶结点
			TreeNode* top = st.top();
			st.pop();
			//3、准备访问其右子树
			cur = top->right;
		}
		return ret; //返回前序遍历结果
	}
};

二叉树的中序遍历

二叉树的前中后序遍历(非递归实现)
二叉树的中序遍历顺序是:左子树 → 根 → 右子树,我们可以先将二叉树的左路结点入栈,当左路结点入栈完毕后,再从栈顶依次取出结点,在取出结点的同时便对其进行访问,此时就相当于先访问了左子树再访问了根,之后再用同样的方式访问取出结点的右子树即可。

具体步骤如下:

  1. 将左路结点入栈。
  2. 取出栈顶结点top并访问。
  3. 准备访问top结点的右子树。
struct TreeNode {
    int val;
    TreeNode *left;
    TreeNode *right;
    TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
    TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
    TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
};
class Solution {
public:
	//中序遍历
	vector<int> inorderTraversal(TreeNode* root) {
		stack<TreeNode*> st; //辅助栈
		vector<int> ret; //用于存放中序遍历的结果
		TreeNode* cur = root;
		while (cur || !st.empty())
		{
			//1、将左路结点入栈
			while (cur)
			{
				st.push(cur);
				cur = cur->left;
			}
			//2、取出栈顶结点并访问
			TreeNode* top = st.top();
			st.pop();
			ret.push_back(top->val);
			//3、准备访问其右子树
			cur = top->right;
		}
		return ret; //返回中序遍历结果
	}
};

二叉树的后序遍历

二叉树的前中后序遍历(非递归实现)
二叉树的后序遍历顺序是:左子树 → 右子树 → 根,我们可以先将二叉树的左路结点入栈,当左路结点入栈完毕后,再观察栈顶结点,若栈顶结点的右子树为空,或栈顶结点的右子树已经被访问过了,则栈顶结点可以出栈并访问,若栈顶结点的右子树还未被访问,则用同样的方式访问栈顶结点的右子树,直到其右子树被访问后再访问该结点,这时的访问顺序遵循了二叉树的后序遍历所要求的顺序。

具体步骤如下:

  1. 将左路结点入栈。
  2. 观察栈顶结点top。
  3. 若top结点的右子树为空,或top结点的右子树已经访问过了,则访问top结点。访问top结点后将其从栈中弹出,并更新上一次访问的结点为top。
  4. 若top结点的右子树还未被访问,则准备访问其右子树。
struct TreeNode {
    int val;
    TreeNode *left;
    TreeNode *right;
    TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
    TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
    TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
};
class Solution {
public:
	//后序遍历
	vector<int> postorderTraversal(TreeNode* root) {
		stack<TreeNode*> st; //辅助栈
		vector<int> ret; //用于存放后序遍历的结果
		TreeNode* cur = root;
		TreeNode* prev = nullptr; //记录上一次访问的结点
		while (cur || !st.empty())
		{
			//1、将左路结点入栈
			while (cur)
			{
				st.push(cur);
				cur = cur->left;
			}
			//2、取出栈顶结点
			TreeNode* top = st.top();
			//3、若取出结点的右子树为空,或右子树已经访问过了,则访问该结点
			if (top->right == nullptr || top->right == prev)
			{
				//访问top结点后将其从栈中弹出
				st.pop();
				ret.push_back(top->val);
				//更新上一次访问的结点为top
				prev = top;
			}
			else //4、若取出结点的右子树还未被访问,则准备访问其右子树
			{
				cur = top->right;
			}
		}
		return ret; //返回后序遍历结果
	}
};

注意: 看动图演示时请结合所给代码,动图是严格按照代码的逻辑制作的。


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