[数据结构与算法]二叉树的遍历

二叉树的遍历

1. “144. 二叉树的前序遍历”

递归解法：

class Solution {

    private List<Integer> ans = new ArrayList<>();

    public List<Integer> preorderTraversal(TreeNode root) {
        dfs(root);
        return ans;
    }

    private void dfs(TreeNode root) {
        if (root == null) {
            return;
        }
        ans.add(root.val);
        dfs(root.left);
        dfs(root.right);
    }
}

迭代解法：
我们先看一下前序遍历。
前序遍历是中左右，每次先处理的是中间节点，那么先将跟节点放入栈中，然后将右孩子加入栈，再加入左孩子。
为什么要先加入 右孩子，再加入左孩子呢？ 因为这样出栈的时候才是中左右的顺序。

class Solution {
    public List<Integer> preorderTraversal(TreeNode root) {
        List<Integer> ans = new ArrayList<>();
        if (root == null) {
            return ans;
        }
        Deque<TreeNode> stack = new LinkedList<>();
        stack.push(root);
        while (!stack.isEmpty()) {
            TreeNode cur = stack.pop();
            ans.add(cur.val);
            if (cur.right != null) {
                stack.push(cur.right);
            }
            if (cur.left != null) {
                stack.push(cur.left);
            }
        }
        return ans;
    }
}

2. “145. 二叉树的后序遍历”

递归解法：

class Solution {

    private List<Integer> ans = new ArrayList<>();

    public List<Integer> postorderTraversal(TreeNode root) {
        dfs(root);
        return ans;
    }

    private void dfs(TreeNode root) {
        if (root == null) {
            return;
        }
        dfs(root.left);
        dfs(root.right);
        ans.add(root.val);
    }
}

迭代解法：
先序遍历是中左右，后续遍历是左右中，那么我们只需要调整一下先序遍历的代码顺序，就变成中右左的遍历顺序，然后在反转result数组，输出的结果顺序就是左右中了

class Solution {
    public List<Integer> postorderTraversal(TreeNode root) {
        List<Integer> ans = new ArrayList<>();
        if (root == null) {
            return ans;
        }
        Deque<TreeNode> stack = new LinkedList<>();
        stack.push(root);
        while (!stack.isEmpty()) {
            TreeNode cur = stack.pop();
            ans.add(cur.val);
            if (cur.left != null) {
                stack.push(cur.left);
            }
            if (cur.right != null) {
                stack.push(cur.right);
            }
        }
        Collections.reverse(ans);
        return ans;
    }
}

3. “94. 二叉树的中序遍历”

递归解法：

class Solution {

    private List<Integer> ans = new ArrayList<>();

    public List<Integer> inorderTraversal(TreeNode root) {
        dfs(root);
        return ans;
    }

    private void dfs(TreeNode root) {
        if (root == null) {
            return;
        }
        dfs(root.left);
        ans.add(root.val);
        dfs(root.right);
    }
}

迭代解法：

class Solution {

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

4. “102. 二叉树的层序遍历”

层序遍历思路大概是现将节点放入队列中，再将这些节点取出，再将这些节点的儿子节点放入队列中

class Solution {
    public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {
        List<List<Integer>> ans = new ArrayList<>();
        if (root == null) {
            return ans;
        }
        Deque<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
        queue.offer(root);
        while (!queue.isEmpty()) {
            List<Integer> level = new ArrayList<>();
            int n = queue.size();
            for (int i = 0; i < n; i++) {
                TreeNode cur = queue.poll();
                level.add(cur.val);
                if (cur.left != null) {
                    queue.offer(cur.left);
                }
                if (cur.right != null) {
                    queue.offer(cur.right);
                }
            }
            ans.add(level);
        }
        return ans;
    }
}