144. 二叉树的前序遍历

知识点:二叉树;递归;Morris遍历

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。

示例

输入:root = [1,null,2,3]
输出:[1,2,3] 输入:root = []
输出:[] 输入:root = [1]
输出:[1] 输入:root = [1,2]
输出:[1,2] 输入:root = [1,null,2]
输出:[1,2]

解法一:递归

/**
* Definition for a binary tree node.
* public class TreeNode {
* int val;
* TreeNode left;
* TreeNode right;
* TreeNode() {}
* TreeNode(int val) { this.val = val; }
* TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {
* this.val = val;
* this.left = left;
* this.right = right;
* }
* }
*/
class Solution {
List<Integer> list = new ArrayList<>();
public List<Integer> preorderTraversal(TreeNode root) {
if(root == null) return list;
list.add(root.val);
preorderTraversal(root.left);
preorderTraversal(root.right);
return list;
}
}

时间复杂度;0(N),每个节点恰好被遍历一次;

空间复杂度;O(N),递归过程中栈的开销;

解法二:迭代法

入栈一定是先右后左,这样出来才能使先左后右;

压入根节点;

1.弹出就打印;

2.如有右孩子,压入右;

3.如有左孩子,压入左;

/**
* Definition for a binary tree node.
* public class TreeNode {
* int val;
* TreeNode left;
* TreeNode right;
* TreeNode() {}
* TreeNode(int val) { this.val = val; }
* TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {
* this.val = val;
* this.left = left;
* this.right = right;
* }
* }
*/
class Solution {
public List<Integer> preorderTraversal(TreeNode root) {
Stack<TreeNode> stack = new Stack<>();
List<Integer> list = new ArrayList<>();
if(root != null) stack.push(root);
while(!stack.isEmpty()){
TreeNode top = stack.pop();
list.add(top.val);
if(top.right != null) stack.push(top.right);
if(top.left != null) stack.push(top.left);
}
return list;
}
}

解法三:Morris遍历

构建从下到上的连接,一条路能够走遍所有节点;

/**
* Definition for a binary tree node.
* public class TreeNode {
* int val;
* TreeNode left;
* TreeNode right;
* TreeNode() {}
* TreeNode(int val) { this.val = val; }
* TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {
* this.val = val;
* this.left = left;
* this.right = right;
* }
* }
*/
class Solution {
List<Integer> list = new ArrayList<>();
public List<Integer> preorderTraversal(TreeNode root) {
if(root == null) return list;
TreeNode cur = root;
TreeNode mostRightNode = null;
while(cur != null){
mostRightNode = cur.left;
if(mostRightNode != null){
//有左子树;
while(mostRightNode.right != null && mostRightNode.right != cur){
mostRightNode = mostRightNode.right; //找到左子树的最右节点;
}
if(mostRightNode.right == null){
mostRightNode.right = cur; //构建向上的连接;
list.add(cur.val);
cur = cur.left;
continue;
}else{
//第二次到节点,断开连接
mostRightNode.right = null;
cur = cur.right;
}
}else{
list.add(cur.val);
cur = cur.right;
}
}
return list;
}
}

体会

二叉树的遍历是二叉树的最基础的,不仅要掌握递归写法,迭代法和morris遍历也需要掌握,更多详细可参考这篇总结二叉树

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