二叉树的非递归遍历（Java）

介绍

下图中的顶点按照访问的顺序编号，按照 1-2-3-4-5 的顺序来比较不同的策略。

定义

class TreeNode {
    int val;
    TreeNode left;
    TreeNode right;

    TreeNode(int x) {
        val = x;
    }
}

一、先序遍历（Preorder）

从根节点开始，每次迭代弹出当前栈顶元素，并将其孩子节点压入栈中，先压右孩子再压左孩子。

public List<Integer> preorderTraversal(TreeNode root) {
    LinkedList<TreeNode> stack = new LinkedList<>();
    LinkedList<Integer> output = new LinkedList<>();
    if (root == null) {
        return output;
    }

    stack.add(root);
    while (!stack.isEmpty()) {
        TreeNode node = stack.pollLast();
        output.add(node.val);
        if (node.right != null) {
            stack.add(node.right);
        }
        if (node.left != null) {
            stack.add(node.left);
        }
    }
    return output;
}

先序遍历的应用

leetcode 255. 验证前序遍历序列二叉搜索树

二、中序遍历（Inorder）

public List<Integer> inorderTraversal(TreeNode root) {
    List <Integer> res = new ArrayList<>();
    Stack <TreeNode> stack = new Stack<>();
    TreeNode curr = root;
    while (curr != null || !stack.isEmpty()) {
        // 根节点和左子树持续入栈，直到遇到没有左子树的节点
        while (curr != null) {
            stack.push(curr);
            curr = curr.left;
        }
        // 出栈，访问这个节点
        curr = stack.pop();
        res.add(curr.val);
        // 遍历这个节点的右子树
        curr = curr.right;
    }
    return res;
}

中序遍历的应用

leetcode 98 验证二叉搜索树

三、后续遍历（Postorder）

从根节点开始依次迭代，弹出栈顶元素输出到输出列表中，然后依次压入它的所有孩子节点，按照从上到下、从左至右的顺序依次压入栈中。

因为深度优先搜索后序遍历的顺序是从下到上、从左至右，所以需要将输出列表逆序输出。

public List<Integer> postorderTraversal(TreeNode root) {
    LinkedList<TreeNode> stack = new LinkedList<>();
    LinkedList<Integer> output = new LinkedList<>();
    if (root == null) {
        return output;
    }

    stack.add(root);
    while (!stack.isEmpty()) {
        TreeNode node = stack.pollLast();
        output.addFirst(node.val);
        if (node.left != null) {
            stack.add(node.left);
        }
        if (node.right != null) {
            stack.add(node.right);
        }
    }
    return output;
}