中序遍历(递归＋迭代)

题目要求

给定一个二叉树，返回它的中序 遍历。

示例

输入: [1,null,2,3]
   1
    \
     2
    /
   3

输出: [1,3,2]

进阶: 递归算法很简单，你可以通过迭代算法完成吗？

解答：

迭代算法可用栈保存曾经路过的中序结点，回溯时可用bool型变量屏蔽对左子树的访问，避免发生死循环。

代码及分析注释如下：

#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;

struct TreeNode {
    int val;
    TreeNode *left;
    TreeNode *right;
    TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
 };
 
//中序遍历递归算法
void inOrder(TreeNode* root, vector<int>& vi) {
    if (root != NULL) {
        inOrder(root->left, vi);
        vi.push_back(root->val);
        inOrder(root->right, vi);
    }
}
vector<int> inorderTraversal(TreeNode* root) {
    vector<int> vi;
    inOrder(root, vi);
    return vi;
}

//中序遍历迭代算法
vector<int> inOrderIteration(TreeNode* root) {
    vector<int> vi;
    vector<TreeNode *> stack;
    TreeNode* pT = root;
    bool backtrace = false;//回溯标志
    while (pT != NULL)
    {
        if (backtrace==false && pT->left != NULL)
        {//若存在左子树，指针指向左子树
            stack.push_back(pT);
            pT = pT->left;
        }else{//不存在左子树，先保存当前值
            backtrace = false;//设置回溯标志为否
            vi.push_back(pT->val);
            if (pT->right != NULL) {//若存在右子树，指针指向右子树
                //stack.push_back(pT);-----------此时按理说应该不用入栈
                pT = pT->right;
            }else {//若不存在右子树，返回父节点
                if (stack.empty() == false)
                {//若栈非空，取出栈顶元素
                    pT = stack.back();
                    stack.pop_back();
                    backtrace = true;//设定回溯标记为true，这样便能不再访问左子树
                }
                else//需要回溯，但栈已空，此时遍历已结束
                    break;
            }
        }
    }
    return vi;
}

int main()
{
    TreeNode a(1), b(2), c(3), d(4), e(5), f(6), g(7), h(8), i(9), j(10);
    a.left = &b;
    a.right = &e;
    b.left = &c;
    b.right = &d;
    d.right = &f;
    e.left = &g;
    e.right = &h;
    h.left = &i;
    i.right = &j;
//    auto vi = inorderTraversal(&a);
    auto vi = inOrderIteration(&a);
    for (auto i = vi.begin(); i != vi.end(); ++i)
    {
        cout << *i << "\t";
    }
}