Binary Tree Preorder Traversal 题解

题目描述

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

For example:
Given binary tree {1,#,2,3},
1

2
/
3
return [1,2,3].

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

给出一个二叉树，返回这棵二叉树的先序遍历结果。
递归太平凡了，能不能用迭代？

代码及注释

1. 栈+迭代

class Solution {
public:
    vector preorderTraversal(TreeNode* root) {
        // 最终返回的遍历结果
        vector result;
        // 存储所有 中间节点 的栈(存储的都是栈节点指针)
        stack s;
        // 如果当前树顶非空
        if(root != nullptr)
            // 则把当前 树顶节点压栈
            s.push(root);
        // 只要当前栈非空
        while(!s.empty()){
            // 记录当前栈顶节点指针
            TreeNode * p = s.top();
            // 记录完后退栈
            s.pop();
            // 刚刚记录退栈的节点值加入遍历结果
            result.push_back(p->val);
            // 把刚刚记录退栈的节点的左右子节点压栈（注意顺序）
            if(p->right != nullptr)
                s.push(p->right);
            if(p->left != nullptr)
                s.push(p->left);
        }
        return result;
        
    }
};

2.Morris 线索二叉树

class Solution {
public:
    vector preorderTraversal(TreeNode* root) {
        // 最终返回的遍历结果
        vector result;
        // Morris先序遍历需要一个 “当前节点” 控制所有流程
        TreeNode *cur = root;
        // 还需要一个 ”前驱节点” 控制刚刚访问的节点
        TreeNode *prev = nullptr;
        // 停止条件：“当前节点” 为空
        while(cur != nullptr){
            //  如果当前节点的左孩子为空，则输出当前节点并将其右孩子作为当前节点
            if(cur->left == nullptr){
                // 输出当前节点
                result.push_back(cur->val);
                // 更新刚刚访问的节点
                prev = cur;
                // 将其右孩子作为当前节点
                cur = cur->right;
            }
            else{
                // 下面三行寻找当前节点cur的前驱 node节点
                // 当前节点左子树不为空，则在左子树中寻找当前结点的前驱节点
                // 这个节点其实就是当前节点左子树最右边的节点
                TreeNode *node = cur->left;
                while(node->right != nullptr && node->right != cur)
                    node = node->right;
                // 如果没有线索化，则建立线索   
                if(node->right == nullptr){
                    // 输出当前节点(这里是和中序唯一区别)
                    result.push_back(cur->val);
                    // 建立线索
                    node->right = cur;
                    // 记录已被访问的节点
                    prev = cur;
                    // 由于左孩子不为空，则将左孩子作为当前结点
                    cur = cur->left;
                }
                // 已经线索化只能说明找到的node=cur，则回退
                else{
                    // 删除线索
                    node->right = nullptr;
                    // 回退
                    cur = cur->right;
                }
            }
        }
        return result;
    }
};

分析

• 栈+迭代
  pop出栈顶节点，记录它的值，然后将它的左右子节点push入栈，以此类推。

• 线索二叉树

1. 如果当前节点的左孩子为空，则输出当前节点并将其右孩子作为当前节点。
2. 如果当前节点的左孩子不为空，在当前节点的左子树中找到当前节点在中序遍历下的前驱节点。
   a) 如果前驱节点的右孩子为空，将它的右孩子设置为当前节点。输出当前节点（在这里输出，这是与中序遍历唯一一点不同）。当前节点更新为当前节点的左孩子。
   b) 如果前驱节点的右孩子为当前节点，将它的右孩子重新设为空。当前节点更新为当前节点的右孩子。
3. 重复以上1、2直到当前节点为空。

线索二叉树