LeetCode 144 Binary Tree Preorder Traversal

题目

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

Example:

Input: [1,null,2,3]

   1
    \
     2
    /
   3

Output: [1,2,3]

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

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解法思路（一）

前序遍历的非递归实现

• 借助栈；
• 借助辅助类 Command；

关于辅助类 Command

• 包装了 TreeNode 和命令；
• 命令有两种：go 和 print；
• go 的话要把当前节点的左右孩子入栈；
• print 的话要就是遍历到这个节点了，要把该节点放入遍历的结果集；

关于栈的作用

• 前序遍历是这样的：先遍历根节点，再遍历左子树，最后遍历右子树；
• 因为栈有这样的特点：先入栈的后出栈，所以最先要遍历的节点最后入栈，最后要遍历的节点最先入栈；
• 栈有点像一个备忘录，越后面要做的事情，越先放进栈中，这样只需一个个拿出栈顶的事情做，就不会忘记最早要干的事情；
• 于遍历来说，之后要遍历的节点因之前被放进栈中而被记起；

解法实现（一）

时间复杂度

• O(n)，n为树的节点个数；

空间复杂度

O(h)，h为树的高度，因为前序遍历属于深度优先遍历，所以栈的深度最深为 h；

关键字

前序遍历 非递归 栈 辅助类 Command

实现细节

package leetcode._144;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Stack;

public class Solution144_1 {

    public class TreeNode {
        int val;
        TreeNode left;
        TreeNode right;
        TreeNode(int x) { val = x; }
    }

    private class Command {
        public String c;
        public TreeNode treeNode;
        public Command(String c, TreeNode treeNode) {
            this.c = c;
            this.treeNode = treeNode;
        }
    }


    public List preorderTraversal(TreeNode root) {

        List res = new ArrayList<>();

        if (root == null) {
            return res;
        }

        Stack stack = new Stack<>();
        Command command = new Command("go", root);
        stack.push(command);

        while (!stack.isEmpty()) {
            command = stack.pop();

            if (command.c.equals("print")) {
                res.add(command.treeNode.val);
            } else {
                if (command.treeNode.right != null) {
                    stack.push(new Command("go", command.treeNode.right));
                }
                if (command.treeNode.left != null) {
                    stack.push(new Command("go", command.treeNode.left));
                }
                stack.push(new Command("print", command.treeNode));
            }
        }

        return res;
    }

}

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