144. Binary Tree Preorder Traversal（二叉树的前序遍历）两种解法（C++ & 注释）

1. 题目描述

给定一个二叉树，返回它的 前序 遍历。

示例:

题目链接：中文题目；英文题目

2. 递归（Recursion）

2.1 解题思路

我推荐大家把二叉树的三种遍历方式一起看了，对比理解，加深记忆（链接更新中，可先到个人主页查看）：

1. 二叉树三种遍历实现串讲（前中后序遍历） - 推荐；
2. Binary Tree Inorder Traversal（二叉树的中序遍历）；
3. Binary Tree Postorder Traversal（二叉树的后序遍历）；

递归方法非常的简单，首先我们先来看看前序遍历的顺序：
可以看到，前序遍历走到哪个节点，就先把打印出该节点的值；所以加入数组的操作为第一步（ans.push_back(root->val)）。那么剩下的问题就是先往左还是先往右了，从上面的例子很明显是先往左再往右，所以整个递归访问顺序为：

ans.push_back(root->val); // 先加入数组
preorderRecursion(root->left); // 向左走
preorderRecursion(root->right); // 向右走

2.2 实例代码

class Solution {
    vector<int> ans;

    void preorderRecursion(TreeNode* root) {
        if (!root) return;

        ans.push_back(root->val);
        preorderRecursion(root->left);
        preorderRecursion(root->right);
    }

public:
    vector<int> preorderTraversal(TreeNode* root) {
        preorderRecursion(root);
        return ans;
    }
};

3. 迭代（Iteration）

3.1 解题思路

迭代方法也不难，根据上面递归的分析，前序遍历的特点为：“先到先得”，这个特点让我们想到了某个数据结构的特点：“先进先出”，也就是列队（Queue）的特点，下面我们来看一个稍微复杂一点的例子，来理解如何使用Queue实现前序遍历：

首先，把1加入queue中，根据“先到先得”原则，取出1，加入ans数组中，然后把1左右两个节点加入queue中；接下来和之前一样，取出2，加入ans中，把4和5加入queue中，到这里我们遇到了一个问题：3在4和5的前面，但是遍历顺序应该先4和5，再3：

所以我们需要把未加入新节点之前的所有节点全部放在新节点的后面，所以在弹出2之后，需要先记录queue现在的长度，再加入4和5之后，将前面的节点放在他们后面：

之后的步骤和上面的完全一样，重复执行直到queue里面没有任何元素，即完成了前序遍历。另外，也可以使用stack来实现，思路差异不大，大家可以自己尝试做做，或者参考这篇文章的代码：C++ solution || recursive || iterative || stack based

3.2 实例代码

class Solution {
public:
    vector<int> preorderTraversal(TreeNode* root) {
        vector<int> ans;
        if (!root) return ans;

        queue<TreeNode*> q;
        q.push(root);

        while (q.size()) {
            TreeNode* temp = q.front();
            q.pop();

            int len = q.size();
            ans.push_back(temp->val);

            if (temp->left) q.push(temp->left);
            if (temp->right) q.push(temp->right);

            for (int i = 0; i < len; i++) { q.push(q.front()); q.pop(); }
        }

        return ans;
    }
};