非递归遍历二叉树Java实现

2018-10-03 20:16:53

非递归遍历二叉树是使用堆栈来进行保存，个人推荐使用双while结构，完全按照遍历顺序来进行堆栈的操作，当然在前序和后序的遍历过程中还有其他的压栈流程。

一、Binary Tree Preorder Traversal

问题描述：

问题求解：

先序遍历就是在第一次访问到节点的时候将其值进行打印，然后递归打印其左子树，最后递归打印其右子树。

解法一、双while

    public List<Integer> preorderTraversal(TreeNode root) {
        List<Integer> res = new ArrayList<>();
        Stack<TreeNode> stack = new Stack<>();
        while (!stack.isEmpty() || root != null) {
            while (root != null) {
                res.add(root.val);
                stack.push(root);
                root = root.left;
            }
            root = stack.pop();
            root = root.right;
        }
        return res;
    }

解法二、

可以使用一个栈来模拟这种操作：

首先将root压栈；

每次从堆栈中弹出栈顶元素，表示当前访问的元素，对其进行打印；

依次判断其右子树，左子树是否非空，并进行压栈操作，至于为什么先压栈右子树，因为先压栈的后弹出，左子树需要先访问，因此后压栈；

重复直到栈为空。

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

二、Binary Tree Inorder Traversal

问题描述：

问题求解：

双while大法。

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

三、Binary Tree Postorder Traversal

问题描述：

问题求解：

后序遍历的非递归版本是最有技巧性的，难度相对高一点，但其实是可以转换成前序遍历的。

后序遍历的顺序是左右中，因此只需要按中右左遍历，再reverse一下即可。

双while大法

    public List<Integer> postorderTraversal(TreeNode root) {
        List<Integer> res = new ArrayList<>();
        Stack<TreeNode> stack = new Stack<>();
        while (!stack.isEmpty() || root != null) {
            while (root != null) {
                res.add(0, root.val);
                stack.push(root);
                root = root.right;
            }
            root = stack.pop();
            root = root.left;
        }
        return res;
    }