数据结构——二叉树迭代方法遍历

二叉树遍历

树的遍历：

前序遍历

问题描述：

思路：

通过一个单调栈来保存遍历过程中的父节点，栈不空且当前节点不为空时执行循环

首先向左遍历，将遍历过程中的根节点的值存入数组，到达没有左子树的叶节点时退出

取出栈顶的节点，让当前指针指向栈顶节点的右节点，也就是向右遍历一次。

代码：

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    vector<int> preorderTraversal(TreeNode *root) {
        vector<int> res;
        TreeNode *cur=root;
        if(!cur) return res;
        stack<TreeNode*> stk;
        while(!stk.empty()||cur)
        {
            while(cur) 
            {
                stk.push(cur);
                res.push_back(cur->val);
                cur=cur->left;
            }
        TreeNode *tmp=stk.top();
        stk.pop();
        cur=tmp->right;
        }
            return res;

    }
};

中序遍历

问题描述：

思路

和前序的思路一致，区别在于什么时候访问根节点，在左循环结束，访问根节点时将值入数组

代码

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    vector<int> inorderTraversal(TreeNode* root) {
        vector<int> res;
        TreeNode* cur=root;
        if(!root) return res;
        stack<TreeNode*> stk;
        while(!stk.empty()||cur)
        {
            while(cur)
            {
            stk.push(cur);
            cur=cur->left;
            }
            TreeNode *temp=stk.top();
            stk.pop();
            res.push_back(temp->val);
            cur=temp->right;
        }
        return res;
    }
};

后序遍历

问题描述

思路：

用堆栈保存遍历过程中的父节点，栈顶为当前遍历的父节点

和前序思路一致，区别在于向右下遍历一次时，设置一个标志节点来判断访问当前右节点的次数，第二次访问右子树时，将当前根节点视为无右子树处理

代码：

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    vector postorderTraversal(TreeNode *root) {
        vector res;
        if (root == nullptr) {
            return res;
        }

        stack stk;
        TreeNode *prev = nullptr;
        while (root != nullptr || !stk.empty()) {
            while (root != nullptr) {
                stk.emplace(root);
                root = root->left;
            }
            root = stk.top();
            stk.pop();
            if (root->right == nullptr || root->right == prev) {
                res.emplace_back(root->val);
                prev = root;
                root = nullptr;
            } else {
                stk.emplace(root);
                root = root->right;
            }
        }
        return res;
    }
};

层次遍历

问题描述

思路

设置一个队列Q，在遍历每一层时，保存每一层的节点数

从根节点开始遍历，每层队列出队时将值压入数组，左右子树存在则入队列。

代码

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    vector> levelOrder(TreeNode* root) {
        vector> res;
        if(!root)return res;
        queueq;
        q.push(root);
        while(!q.empty()){
            vector level;
            int len = q.size();
            while(len -- ){
                auto t = q.front();
                q.pop();
                level.push_back(t->val);
                if(t->left)q.push(t->left);
                if(t->right)q.push(t->right);
            }
            res.push_back(level);
        }
        return res;
    }
};