二叉树的遍历（迭代）

    /**
     * 二叉树定义
     */
    public class TreeNode {
        int val;
        TreeNode left;
        TreeNode right;
        TreeNode(int x) { val = x; }
    }

一、前序遍历

前序遍历二叉树比较简单，通过栈来保存节点，每次从栈中获得当前节点后保存本节点的子节点，如此循环直至栈为空。

    /**
     * 前序遍历二叉树
     * @param root
     * @return
     */
    public List preorderTraversal(TreeNode root) {
        List list = new ArrayList<>();
        Stack stack = new Stack<>();
        if(root != null){
            stack.push(root);
            while(stack .size() != 0){
                //获取当前节点
                TreeNode node = stack.pop();
                list.add(node.val);
                //判断右节点是否为空，压栈
                if(node.right != null){
                    stack.push(node.right);
                }
                //判断左节点是否为空，压栈
                if(node.left != null){
                    stack.push(node.left);
                }
            }
        }
        return list;
    }

二、中序遍历

    /**
     * 中序遍历二叉树
     * @param root
     * @return
     */
    public List inorderTraversal(TreeNode root) {
        List list = new ArrayList<>();
        Stack stack = new Stack<>();
        while (root != null || !stack.empty()){
            //循环遍历左子树直至为空
            while (root != null){
                stack.push(root);
                root = root.left;
            }
            //获得最后一个节点
            TreeNode node = stack.pop();
            list.add(node.val);
            //获取右节点
            root = node.right;
        }
        return list;
    }

三、后序遍历

后序遍历二叉树的难点在于，我们不知道右子树是否已经遍历了。因此需要增加一个lastVisit来判断是否已经遍历右子树。

    /**
     * 后序遍历二叉树
     * @param root
     * @return
     */
    public List postorderTraversal(TreeNode root) {
        List list = new ArrayList<>();
        Stack stack = new Stack<>();
        TreeNode node = root;
        TreeNode lastVisit = root;

        while(node != null || !stack.empty()){
            //遍历左子树直至末尾
            while(node != null){
                stack.push(node);
                node = node.left;
            }
            //获得栈顶元素，这里不用pop是因为尚未判断右子树是否遍历
            node = stack.peek();
            //如果右子树已经遍历或为空就直接获取当前节点
            if(node.right == null || lastVisit == node.right){
                list.add(node.val);
                stack.pop();
                lastVisit = node;
                node = null;
            }else{
                //右子树没有遍历，则遍历右子树
                node = node.right;
            }
        }

        return list;
    }

四、层次遍历

层次遍历二叉树是通过队列完成。通过队列FIFO的特性，通过设置levelNum标志获得队列的大小从而获得每一层的节点个数，并由此获得每一层的循环次数。

    /**
     * 层次遍历二叉树
     * @param root
     * @return
     */
    public List> levelOrder(TreeNode root) {
        Queue queue = new LinkedList();
        List> list = new ArrayList<>();
        if(root != null){
            //根节点作为第一层
            queue.add(root);
            while(!queue.isEmpty()){
                //获得该层的节点数作为循环次数
                int levelNum = queue.size();
                List level = new ArrayList<>();
                for (int i = 0; i < levelNum; i++) {
                    TreeNode node = (TreeNode)queue.poll();
                    if(node.left != null){
                        //获得该节点的子树
                        queue.add(node.left);
                    }
                    if(node.right != null){
                        //同上
                        queue.add(node.right);
                    }
                    level.add(node.val);
                }
                list.add(level);
            }
        }
        return list;
    }