Java 数据结构中二叉树前中后序遍历非递归的具体实现详解

目录
  • 一、前序遍历
    • 1.题目描述
    • 2.输入输出示例
    • 3.解题思路
    • 4.代码实现
  • 二、中序遍历
    • 1.题目描述
    • 2.输入输出示例
    • 3.解题思路
    • 4.代码实现
  • 三、后序遍历
    • 1.题目描述
    • 2.输入输出示例
    • 3.解题思路
    • 4.代码实现

一、前序遍历

1.题目描述

给你二叉树的根节点 root ,返回它节点值的 前序 遍历。

2.输入输出示例

示例 1:

输入:root = [1,null,2,3]

输出:[1,2,3]

示例2:

输入:root = []

输出:[]

示例 3:

输入:root = [1]

输出:[1]

3.解题思路

前序遍历:根结点—左子树—右子树

1.判断额外情况,如果树为空,直接返回
2.创建一个栈用来保存右子树
3.先将根结点入栈,避免多次判断栈为空
4.取出栈顶元素(第一次为根结点),从上往下遍历最左侧路径中的每个结点
5.在遍历时判断当前结点的右子树是否为空,非空则入栈
6.遍历结束后,此时栈顶元素为前一个结点的右子树,将栈顶元素取出,将其看作一棵树,继续重复上述操作,即形成循环。

4.代码实现

class Solution {
    public List<Integer> preorderTraversal(TreeNode root) {
        List<Integer> list=new ArrayList<>();
        if(root==null){
            return list;
        }

        //创建一个栈用来保存右子树
        Stack<TreeNode> s=new Stack<>();
        TreeNode cur=root;
        s.push(root);
        //从上往下遍历最左侧路径中的每个结点,并将其右子树保存起来---栈
        while(!s.empty()||cur!=null){
            cur=s.pop();
            while(cur!=null){
                list.add(cur.val);
                if(cur.right!=null){
                    s.push(cur.right);
                }
                cur=cur.left;
            }
        }
        return list;
    }
}

二、中序遍历

1.题目描述

给定一个二叉树的根节点 root ,返回它的 中序 遍历。

2.输入输出示例

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]

3.解题思路

中序遍历:左子树—根结点—右子树

1.判断额外情况,如果树为空,直接返回
2.创建一个栈用来保存结点
3.从上往下遍历最左侧路径中的每个结点,并将其保存到栈中,走到cur==null的位置
4.此时栈顶元素为最左侧路径的最后一个结点,将其加入到list并将栈顶元素移除
5.判断最后一个结点的右子树是否为空,过程和上述的过程是一样的,直接将其右子树看作一棵树,整个过程便循环起来

4.代码实现

class Solution {
    public List<Integer> inorderTraversal(TreeNode root) {
        List<Integer> list=new ArrayList<>();
        if(root==null){
            return list;
        }
        Stack<TreeNode> s=new Stack<>();
        TreeNode cur=root;
         //从上往下遍历最左侧路径中的每个结点,并将其保存到栈中
        while(!s.empty()||cur!=null){
            while(cur!=null){
                s.push(cur);
                cur=cur.left;
            }
            cur=s.pop();
            list.add(cur.val);
            cur=cur.right;
        }
        return list;
    }
}

三、后序遍历

1.题目描述

给定一个二叉树,返回它的 后序 遍历。

2.输入输出示例

示例:
输入: [1,null,2,3]
1
\
2
/
3

输出: [3,2,1]

3.解题思路

后序遍历:左子树—右子树—根结点

1.判断额外情况,如果树为空,直接返回
2.创建一个栈用来保存遍历的结点
3找出以cur为根的二叉树中最左侧的节点,并保存所经路径中的所有结点—栈
4.此时栈顶元素为最左侧路径的最后一个结点
5.先要判断最后一个结点的右子树是否为空

如果为空,直接将结点加入list,同时将栈顶元素删除
如果不为空则将右子树看作一棵树,重新进入循环判断

注意:如果按照这样,到了最后的右子树就会一直循环出不来
解决方案:
创建一个prev用来标记已经遍历过的结点,将能否编历的条件改为:top的右子树为空||top的右子树已经遍历过

4.代码实现

class Solution {
    public List<Integer> postorderTraversal(TreeNode root) {
        List<Integer> list=new ArrayList<>();
        if(root==null){
            return list;
        }
        Stack<TreeNode> s=new Stack<>();
        TreeNode cur=root;
        TreeNode prev=null;//用来标记刚刚遍历过的节点
        while(!s.empty()||cur!=null){
            //1.找出以cur为根的二叉树中最左侧的节点,并保存所经路径中的所有节点---栈
            while(cur!=null){
                s.push(cur);
                cur=cur.left;
            }
            TreeNode top=s.peek();
            //top能否遍历:top的右子树为空||top的右子树已经遍历过
            if(top.right==null||top.right==prev){
                list.add(top.val);
                prev=top;
                s.pop();
            }else{
                cur=top.right;
            }
        }
        return list;
    }
}

以上就是Java 数据结构中二叉树前中后序遍历非递归的具体实现详解的详细内容,更多关于Java 数据结构的资料请关注我们其它相关文章!

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