关于二叉树的定义,以及什么是二叉树的三种遍历(先序遍历,中序遍历,后序遍历),不是本文关注的重点,请自行查阅相关资料。本文的重点是如何用递归和迭代分别实现二叉树的三种遍历。
leetcode上有三道题分别求三种遍历结果:Binary Tree Preorder Traversal 、Binary Tree Inorder Traversal 、 Binary Tree Postorder Traversal
递归解法不用多说,只需在递归部分的不同位置将节点value置入数组即可:
难点是迭代。
如果把二叉树看做图,那么二叉树的遍历其实就是图的深度优先遍历,而图的深度优先遍历能用手动模拟栈来解,那么二叉树的遍历也是可以的。
我们以下面一棵二叉树举例:
如何用栈模拟遍历该二叉树?我们用 stack 数组模拟栈。
先序遍历只需按照如上的步骤模拟栈,在每次入栈的时候将节点的value值放入ans数组即可。
还有一种更简洁的代码写法,因为二叉树父节点最多就两个子节点,所以直接遍历两个节点,然后在栈中删除父节点即可。
和先序遍历略有不同的是,先序遍历是先遍历父节点,所以父节点的value值要在入栈的时候就放入ans数组,而后序遍历是最后遍历父节点,所以当父节点出栈时(此时左右子树都已经遍历完毕),把节点的value值放入ans数组即可:
中序遍历是三大遍历里最复杂的。先序遍历是先遍历父节点,所以节点入栈时存储value值,后序遍历是最后遍历父节点,所以节点出栈时存储value值,中序遍历呢?
在leetcode中,中序遍历这题比先序和后序多了一个tag - hash table,而如何hash也正是本题难点。中序遍历是在父节点的左子树遍历完后,将父节点的value值存入ans数组的,那么如何判断左子树已经遍历完了呢?
比如下面这棵二叉树:
当遍历到 2 这个节点时,它有左节点,按照先序和后序遍历的做法,将左节点入栈,同时将 2 所在节点的left置为null,当节点 3 出栈后,判断 2 节点的左右子节点,这时发现左节点为null,说明已经遍历过了,于是 value=2 存入ans数组,然后 4 所在节点入栈,然后 4 再出栈,这时栈顶元素又是2,而这时再次判断左右子节点,发现左子节点为null,认为左子节点遍历过了,value=2再次存入ans数组!看到这里,你或许有点眉目了,我们不能用置为null来表示节点已经遍历,而应该用正确的hash方式,这里我用 elem.left=1 表示elem的左节点已经被遍历过了,用 elem.left=0 表示elem节点所在的值已经存入ans数组了。