leetcode 题解:Binary Tree Preorder Traversal （二叉树的先序遍历）

题目：

Given a binary tree, return the preorder traversal of its nodes' values.

For example:
Given binary tree {1,#,2,3},

   1
    \
     2
    /
   3

return [1,2,3].

Note: Recursive solution is trivial, could you do it iteratively?

说明：

1）递归和非递归实现，其中非递归有两种方法

2）复杂度，时间O（n）,空间O（n）

实现：

一、递归

 /**
  * Definition for binary tree
  * struct TreeNode {
  *     int val;
  *     TreeNode *left;
  *     TreeNode *right;
  *     TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
  * };
  */
 class Solution {
 public:
     vector<int> preorderTraversal(TreeNode *root) {
       vector<int> root_vec;
       vector<int> left_vec;
       vector<int> right_vec;
       if(root==NULL) return root_vec;
       root_vec.push_back(root->val);
       if(root->left!=NULL) left_vec=preorderTraversal(root->left);
       if(root->right!=NULL) right_vec=preorderTraversal(root->right);
       root_vec.insert(root_vec.end(),left_vec.begin(),left_vec.end());
       root_vec.insert(root_vec.end(),right_vec.begin(),right_vec.end());
       return root_vec;
     }
 };

二、非递归

根据先序遍历的顺序，先访问根节点，再访问左子树，后访问右子树，而对于每个子树来说，又按照同样的访问顺序进行遍历，非递归的实现思路如下：

对于任一节点P，

1）输出节点P，然后将其入栈，再看P的左孩子是否为空；

2）若P的左孩子不为空，则置P的左孩子为当前节点，重复1）的操作；

3）若P的左孩子为空，则将栈顶节点出栈，但不输出，并将出栈节点的右孩子置为当前节点，看其是否为空；

4）若不为空，则循环至1）操作；

5）如果为空，则继续出栈，但不输出，同时将出栈节点的右孩子置为当前节点，看其是否为空，重复4）和5）操作；

6）直到当前节点P为NULL并且栈空，遍历结束。

a、下面代码实现常规，和上面分析过程一致

 /**
  * Definition for binary tree
  * struct TreeNode {
  *     int val;
  *     TreeNode *left;
  *     TreeNode *right;
  *     TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
  * };
  */
 class Solution {
 public:
     vector<int> preorderTraversal(TreeNode *root) {
        vector<int> preorder_vec;
        TreeNode *p=root;//定义用来指向当前访问的节点的指针
        if(p==NULL) return preorder_vec;//若为空树，则返回空vector
        stack<TreeNode *> treenode_stack;//创建一个空栈
        //直到当前节点p为NULL且栈空时，循环结束
        while(p||!treenode_stack.empty())
        {
           //从根节点开始，输出当前节点，并将其入栈，
           //同时置其左孩子为当前节点，直至其没有左孩子，及当前节点为NULL
            preorder_vec.push_back(p->val);
            treenode_stack.push(p);
            p=p->left;
            //如果当前节点p为NULL且栈不空，则将栈顶节点出栈，
           //同时置其右孩子为当前节点,循环判断，直至p不为空
            while(!p&&!treenode_stack.empty())
            {
                p=treenode_stack.top();
                treenode_stack.pop();
                p=p->right;
            }
        }
     }
 };

b、下面代码实现较简洁（个人感觉，不喜勿喷）

 /**
  * Definition for binary tree
  * struct TreeNode {
  *     int val;
  *     TreeNode *left;
  *     TreeNode *right;
  *     TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
  * };
  */
 class Solution {
 public:
     vector<int> preorderTraversal(TreeNode *root) {
      stack<TreeNode *> preorder_stack;
      TreeNode *p=NULL;
      vector<int> preorder_vec;
      if(root==NULL) return preorder_vec;//若为空树，则返回空vector
      preorder_stack.push(root);//当前节点入栈
      while(!preorder_stack.empty())
      {
          p=preorder_stack.top();//栈顶节点出栈、输出
          preorder_stack.pop();
          preorder_vec.push_back(p->val);
          //注意，下面入栈顺序不能错 ，因为先右后左，
          //这样出栈时先遍历才是左孩子（左->中->右）
          if(p->right)   preorder_stack.push(p->right);//若存在右孩子，则入栈
          if(p->left)   preorder_stack.push(p->left);//若存在左孩子，则入栈
      }
      return preorder_vec;
     }
 };