数据结构 - 二叉树的遍历（递归VS非递归）

import java.util.LinkedList;

public class BinaryTree {

    public static void main(String[] args) {
        int randoms[] = new int[]{67, 7, 30, 73, 10, 0, 78, 81, 10, 74};

        Node roots = new Node();
        for (int number : randoms) {
            roots.add(number);
        }

        //roots.preorderTraversal1();
        //System.out.println();
        roots.postorderTraversal2();
    }
}

class Node {
    /**
     * 左孩子
     */
    public Node lchild;

    /**
     * 右孩子
     */
    public Node rchild;

    /**
     * 数据域
     */
    public Integer value;

    /**
     * 添加孩子结点
     */
    public void add(Integer i) {
        if (null == this.value) {
            this.value = i;
        } else if (i <= this.value) {
            if (null == this.lchild) {
                lchild = new Node();
            }
            lchild.add(i);
        } else {
            if (null == this.rchild) {
                rchild = new Node();
            }
            rchild.add(i);
        }
    }

    /**
     * 前序遍历（递归版本）
     */
    public void preorderTraversal1() {

        System.out.print(value + " ");

        if (null != lchild) {
            lchild.preorderTraversal1();
        }

        if (null != rchild) {
            rchild.preorderTraversal1();
        }
    }

    /**
     * 前序遍历（非递归版本）
     */
    public void preorderTraversal2() {
        //用来暂存结点的栈
        Stack<Node> nodes = new Stack<Node>();
        //获取根节点
        Node node = this;

        //当遍历到最后一个结点时，栈为空，左右结点也为空，则结束遍历
        while (node != null || !nodes.isEmpty()) {

            //先靠左遍历把最左边的打印出来，然后再入栈
            while (node != null) {
                //当前结点非空则输出值
                System.out.print(node.value + " ");
                //入栈
                nodes.push(node);
                //一直寻找他的左结点
                node = node.lchild;
            }

            //最左边的一条遍历完了后开始出栈且获取右结点
            if (!nodes.isEmpty()) {
                node = nodes.pop();
                node = node.rchild;
            }
        }
    }

    /**
     * 中序遍历（递归版本）
     */
    public void inorderTraversal1() {

        if (null != lchild) {
            lchild.inorderTraversal1();
        }

        System.out.print(value + " ");

        if (null != rchild) {
            rchild.inorderTraversal1();
        }
    }

    /**
     * 中序遍历（非递归版本）
     */
    public void inorderTraversal2() {
        //暂存结点的栈
        Stack<Node> nodes = new Stack<Node>();
        //获取根节点
        Node node = this;

        //当遍历到最后一个结点时，栈为空，左右结点也为空，则结束遍历
        while (node != null || !nodes.isEmpty()) {
            //先把靠左的结点入栈
            while (node != null) {
                nodes.push(node);
                node = node.lchild;
            }

            //再从末尾的几点开始遍历入栈右子树
            if (!nodes.isEmpty()) {
                node = nodes.pop();
                //打印结点
                System.out.print(node.value + " ");
                //获取右节点
                node = node.rchild;
            }
        }
    }

    /**
     * 后序遍历（递归版本）
     */
    public void postorderTraversal1() {

        if (null != lchild) {
            lchild.postorderTraversal1();
        }

        if (null != rchild) {
            rchild.postorderTraversal1();
        }

        System.out.print(value + " ");
    }

    /**
     * 后序遍历（非递归版本）
     */
    public void postorderTraversal2() {
        //将结点暂存在栈中
        Stack<Node> nodes = new Stack<Node>();
        //获取根节点
        Node node = this;
        Node lastVisit = this;

        while (node != null || !nodes.isEmpty()) {

            //先将左侧结点入栈
            while (node != null) {
                nodes.push(node);
                node = node.lchild;
            }

            //先获得栈顶的元素
            node = nodes.peek();
            if (node.rchild == null || node.rchild == lastVisit) {
                System.out.print(node.value + " ");
                //访问过了元素，则出栈
                nodes.pop();
                //标记为访问过了，最后一次访问的
                lastVisit = node;
                //防止下次循环把已入栈过的元素重复入栈
                node = null;
            } else {
                //如果右边还有子树还没遍历则继续遍历
                node = node.rchild;
            }
        }
    }

    /**
     * 层序遍历
     */
    public void levelTraversal() {
        //使用队列来暂存结点
        Queue<Node> nodes = new LinkedList<>();
        //获取根节点
        Node node = this;
        //如果该树为空，则不遍历
        if (node != null) {
            nodes.offer(node);
        }

        //只要队列不为空，则继续遍历
        while (!nodes.isEmpty()) {
            //获取队头元素
            node = nodes.peek();
            //如果该节点的左右子节点都不为空，则加入队列，否则跳过
            if (node.lchild != null) {
                nodes.offer(node.lchild);
            }
            if (node.rchild != null) {
                nodes.offer(node.rchild);
            }
            //打印队头元素的数据域的值
            System.out.print(node.value + " ");
            //队头元素遍历完毕，出队
            nodes.poll();
        }
    }
}

class Stack<T> {
    private LinkedList<T> stack = new LinkedList<>();

    public void push(T t) {
        stack.addFirst(t);
    }

    public T pop() {
        return stack.removeFirst();
    }

    public T peek() {
        return stack.getFirst();
    }

    public boolean isEmpty() {
        return stack.isEmpty();
    }

    @Override
    public String toString() {
        return stack.toString();
    }
}