94. 二叉树的中序遍历

1. 题目链接

2. 递归版本很简单，这里就不过多介绍，接下来使用非递归版本，就是使用栈，并且是前、中、后序遍历，统一一套逻辑的非递归的二叉树遍历。

3. 中序遍历：遍历顺序是，左中右，不能使用递归，那我们就要自己使用栈来保存「现场」。当来到一个节点时，第一次来到，不能够输出，要先将左子树的内容全部得到后，再输出该节点。

   • 所以我们第一次来到一个节点A时，我们要将其压入栈，然后第二次遇到节点A时，就可以输出其内容了。但是，我们压入栈的时候，我们怎么知道是第几次来到该节点？

   • 我们使用特殊的节点，nullptr，来标识，也就是我们第一次压入栈后，再压入nullptr，当我们获得一个nullptr时，我们就知道，下一个节点，是第二次来到了。

   • 第一次遇到一个节点A时，我们要怎么操作？注意我们的顺序是左中右，但是要记住，这是栈，所以压入的顺序应该是「右->中->左」，压入「右」和「左」时，正常压入即可，压入「中」时，要先压入「中」，再压入一个nullptr，标识「中」是第二次来到。

   • 第二次遇到节点A时，可以直接弹出了，因为左子树内容肯定已经处理完毕了，右子树也在第一次遇到节点A的时候，已经处理了。

   • 代码

     class Solution {
     public:
         vector<int> inorderTraversal(TreeNode* root) {
             vector<int> ans;
             if (root == nullptr) {
                 return ans;
             }
             stack<TreeNode*> st;
             st.push(root);    // 第一个节点   不用压入nullptr  因为还不算第一次处理
             while(!st.empty()) {
                 TreeNode *cur = st.top();
                 st.pop();
                 if (cur == nullptr) {   // 栈顶的   就是第二次遇到了  第二次遇到  不需要再入栈了   收集答案即可
                     cur = st.top();
                     st.pop();
                     ans.push_back(cur->val);
                 } else {   // 第一次遇到   中序 左中右   压入顺序就是右中左
                     // 右
                     if (cur->right != nullptr) {
                         st.push(cur->right);
                     }
                     // 中   注意这里不要弄反了
                     st.push(cur);
                     st.push(nullptr);
                     // 左
                     if(cur->left != nullptr) {
                         st.push(cur->left);
                     }
                 }
             }
             return ans;
         }
     };

4. 前序遍历

   • 题目链接

   • 中左右，因为遇到一个节点A，直接得到结果，所以不需要再次入栈了，也就不需要用nullptr来标识了。

   • 代码

     class Solution {
     public:
         vector<int> preorderTraversal(TreeNode* root) {
             vector<int> ans;
             if (root == nullptr) {
                 return ans;
             }
             stack<TreeNode*> st;
             st.push(root);    // 第一个节点   不用压入nullptr  因为还不算第一次处理
             while(!st.empty()) {
                 TreeNode *cur = st.top();
                 st.pop();
                 ans.push_back(cur->val);
                // 前序，所以是中左右，压入栈就是反过来  右左中，又因为中已经得到结果了所以不用压入栈了 
                 // 右
                 if (cur->right != nullptr) {
                     st.push(cur->right);
                 }
                 // 左
                 if(cur->left != nullptr) {
                     st.push(cur->left);
                 }   
             }
             return ans;
         }
     };

5. 后序遍历

   • 题目链接

   • 左右中，第一次遇到节点A，不能够得到结果，还需要压入栈，所以和中序的套路一样的，用nullptr来标识

   • 代码

     class Solution {
     public:
         vector<int> postorderTraversal(TreeNode* root) {
             vector<int> ans;
             if (root == nullptr) {
                 return ans;
             }
             stack<TreeNode*> st;
             st.push(root);    // 第一个节点   不用压入nullptr  因为还不算第一次处理
             while(!st.empty()) {
                 TreeNode *cur = st.top();
                 st.pop();
                 if (cur == nullptr) {   // 栈顶的   就是第二次遇到了  第二次遇到  不需要再入栈了   收集答案即可
                     cur = st.top();
                     st.pop();
                     ans.push_back(cur->val);
                 } else {   // 第一次遇到   后序 左右中   压入顺序就是中右左
                     // 中   注意这里不要弄反了
                     st.push(cur);
                     st.push(nullptr);
                     // 右
                     if (cur->right != nullptr) {
                         st.push(cur->right);
                     }
                     // 左
                     if(cur->left != nullptr) {
                         st.push(cur->left);
                     }
                 }
             }
             return ans;
         }
     };

6. 三种非递归，代码整体逻辑一摸一样，就是压入栈的时候，顺序不一致