二叉树的中序遍历
leetcode原题：94. 二叉树的中序遍历
题目描述
给定一个二叉树的根节点root，返回它的中序遍历。
示例 1：
输入：root = [1,null,2,3]
输出：[1,3,2]
示例 2：
输入：root = []
输出：[]
示例 3：
输入：root = [1]
输出：[1]
示例 4：
输入：root = [1,2]
输出：[2,1]
示例 5：
输入：root = [1,null,2]
输出：[1,2]
提示：
- 树中节点数目在范围
[0, 100]内 - -100 <=
Node.val<= 100
进阶: 递归算法很简单，你可以通过迭代算法完成吗？
分析
递归思路：
先递归访问左孩子，然后记录该节点的值，再递归访问右孩子。
迭代思路：
中序遍列，始终牢记【左，根，右】的顺序，优先左孩子，然后根节点，最后右孩子，遍历左右孩子时同样遵循【左，根，右】的顺序。
- 只要有左孩子，就需要一直往左遍历，所以需要用
栈来记录遇到的节点，直到左孩子为空为止； - 弹出栈顶元素，并输出该节点的值；
- 当第2步中的栈顶节点的右孩子为空，则重复步骤2和3，否则重复步骤1,2,3。
实现
Java
递归版本：
/**
* Definition for a binary tree node.
* public class TreeNode {
* int val;
* TreeNode left;
* TreeNode right;
* TreeNode() {}
* TreeNode(int val) { this.val = val; }
* TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {
* this.val = val;
* this.left = left;
* this.right = right;
* }
* }
*/
class Solution {
public List<Integer> inorderTraversal(TreeNode root) {
List<Integer> res = new ArrayList<>();
visit(res, root);
return res;
}
public void visit(List<Integer> res, TreeNode root) {
if (root != null) {
visit(res, root.left);
res.add(root.val);
visit(res, root.right);
}
}
}
迭代版本：
/**
* Definition for a binary tree node.
* public class TreeNode {
* int val;
* TreeNode left;
* TreeNode right;
* TreeNode() {}
* TreeNode(int val) { this.val = val; }
* TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {
* this.val = val;
* this.left = left;
* this.right = right;
* }
* }
*/
class Solution {
public List<Integer> inorderTraversal(TreeNode root) {
List<Integer> res = new ArrayList<>();
if (root == null) {
return res;
}
Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
queue.offer(root);
LinkedList<TreeNode> stack = new LinkedList<>();
while (!queue.isEmpty() || !stack.isEmpty()) {
if (!queue.isEmpty()) {
TreeNode cur = queue.poll();
stack.push(cur);
while (cur.left != null) {
cur = cur.left;
stack.push(cur);
}
}
if (!stack.isEmpty()) {
TreeNode cur = stack.pop();
res.add(cur.val);
if (cur.right != null) {
queue.offer(cur.right);
}
}
}
return res;
}
}
迭代过程中，你可以发现上面代码的那个queue中其实始终最多只会有一个元素，所以可以再简单优化一下：
/**
* Definition for a binary tree node.
* public class TreeNode {
* int val;
* TreeNode left;
* TreeNode right;
* TreeNode() {}
* TreeNode(int val) { this.val = val; }
* TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {
* this.val = val;
* this.left = left;
* this.right = right;
* }
* }
*/
class Solution {
public List<Integer> inorderTraversal(TreeNode root) {
List<Integer> res = new ArrayList<>();
if (root == null) {
return res;
}
LinkedList<TreeNode> stack = new LinkedList<>();
TreeNode cur = root;
while (cur != null || !stack.isEmpty()) {
if (cur != null) {
stack.push(cur);
cur = cur.left;
} else {
cur = stack.pop();
res.add(cur.val);
cur = cur.right;
}
}
return res;
}
}
Python3
递归版本：
# Definition for a binary tree node.
# class TreeNode:
# def __init__(self, val=0, left=None, right=None):
# self.val = val
# self.left = left
# self.right = right
class Solution:
def inorderTraversal(self, root: TreeNode) -> List[int]:
res = []
def visit(root: TreeNode):
if root:
visit(root.left)
res.append(root.val)
visit(root.right)
visit(root)
return res
迭代版本：
# Definition for a binary tree node.
# class TreeNode:
# def __init__(self, val=0, left=None, right=None):
# self.val = val
# self.left = left
# self.right = right
class Solution:
def inorderTraversal(self, root: TreeNode) -> List[int]:
res = []
cur = root
stack = []
while cur or stack:
if cur:
stack.append(cur)
cur = cur.left
else:
cur = stack.pop()
res.append(cur.val)
cur = cur.right
return res
