算法通关村——迭代实现二叉树的前中后序遍历

Myth丶恋晨 2024-03-23 19:47 20阅读 0赞

## 前言 ##

> 递归就是每次执行方法调用都会先把当前的局部变量、参数值和返回地址等压入栈中，后面在递归返回的时候，从栈顶弹出上一层的各项参数继续执行，这就是递归为什么能够自动返回并执行上一层的方法的原因。因此，我们也可以模拟一个栈，将结果压入栈中，然后再从栈中弹出节点，就这样进行左右子树的遍历

### 迭代法实现前序遍历 ###

> 前序遍历是中左右，如果还有左子树就一直向下找。完了之后再返回从最底层逐步向上向右找。 不难写出如下代码: (注意代码中，空节点不入栈)

#### 代码实现 ####

public List<Integer> preOrderTraverse(TreeNode root){
        List<Integer> res = new ArrayList<>();
        if(root == null){
            return res;
        }
        Deque<TreeNode> stack = new LinkedList<>();
        TreeNode temp = root;
        while(!stack.isEmpty() || temp != null){
            while(temp != null){
                res.add(temp.val);
                stack.push(temp);
                temp = temp.left;
            }
            temp = stack.pop();
            temp = temp.right;
        }
        return res;
    }

### 迭代法实现中序遍历 ###

#### 代码实现 ####

/**
         * 迭代法  实现  中序遍历
         * @param root 根节点
         * @return 中序遍历的节点集合
         */
        public List<Integer> cenOrderTraverse(TreeNode root){
            List<Integer> res = new ArrayList<>();
            if (root == null){
                return res;
            }
            Deque<TreeNode> stack = new LinkedList<>();
            while ( root != null || ! stack.isEmpty()){
                while (root != null){
                    stack.push(root);
                    root = root.left;
                }
                root =  stack.pop();
                res.add(root.val);
                root = root.right;
            }
            return res;
        }

### 迭代法实现后序遍历 ###

#### 实现要点 ####

> 后序遍历的非递归实现有三种基本的思路: 反转法、访问标记法、和Morris法可惜三种理解起来都有些难度，如果头发不够，可以等一等再学习。  
> 这里只介绍一种好理解又好实现的方法: 反转法

#### 实现思路 ####

> 如下图，我们先观察后序遍历的结果是seg=9 5 7 4 3，如果我们将其整体反转的话就是new seq=\{3 4 7 5 9\}

![image.png][]

> 要得到new seq的方法和前序遍历思路几乎一致，只不过是左右反了。前序是先中间，再左边然后右边，而这里是先中间，再后边然后左边。那我们完全可以改造一下前序遍历，在前序基础上修改左右孩子进入栈的顺序，即先遍历右孩子，将其压入栈，最后才遍历左孩子，得到序列new seq之后再通过Collections工具类的reverse()方法，再reverse一下就是想要的结果了，代码如下:

/**
         * 反转法  实现  后序遍历
         * @param root 根节点
         * @return 后序遍历的节点集合
         */
        public List<Integer> postOrderTraverse(TreeNode root){
            ArrayList<Integer> res = new ArrayList<>();
            if (root == null){
                return res;
            }
            Deque<TreeNode> stack = new LinkedList<>();
            TreeNode node = root;
            while (!stack.isEmpty() || node != null){
                while (node != null){
                    res.add(node.val);
                    stack.push(node);
                    node = node.right;
                }
                node = stack.pop();
                node = node.left;
            }
            Collections.reverse(res);
            return res;
        }

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