【LeetCode】二叉树的中序遍历（递归，迭代，Morris遍历）

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题目要求：给定一个二叉树的根节点 root ，返回 它的 中序 遍历 。

方法一：递归

方法二：迭代

思路分析：

复杂度分析

代码展示：

方法三：Morris 遍历

思路分析：

复杂度分析

代码展示：

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题目要求：给定一个二叉树的根节点 root ，返回 它的 中序 遍历 。

示例 1：

输入：root = [1,null,2,3]
输出：[1,3,2]

提示：

• 树中节点数目在范围 [0, 100] 内
• -100 <= Node.val <= 100

 

方法一：递归

递归的方法和二叉树的前序遍历在之前的博客中已经写过，需要的小伙伴可以点击链接查看

递归求二叉树的前中后序遍历

【LeetCode】二叉树的前序遍历（递归，迭代，Morris遍历）

这篇文章主要来讲解非递归的方法对二叉树进行中序遍历

方法二：迭代

思路分析：

迭代的方式其实与递归是等价的，区别在于递归的时候隐式地维护了一个栈，而我们在迭代的时候

需要显式地将这个栈模拟出来，其余的实现与细节都相同，具体可以参考下面的代码

复杂度分析

• 时间复杂度：O(n)，其中 n 是二叉树的节点数。每一个节点恰好被遍历一次。

• 空间复杂度：O(n)，为迭代过程中显式栈的开销，平均情况下为 O(log⁡n)，最坏情况下树呈现链状，为 O(n)

代码展示：

 public List inorderTraversal(TreeNode root) {
        List  list = new ArrayList<>();
        Stack  stack = new Stack<>();

        //栈非空或者root非空
        while(root != null || !stack.isEmpty()){
            //先根后左入栈
            while(root != null){
                stack.push(root);
                root = root.left;
            }
            //此时root为空，说明上一个入栈的root没有左子树
            //没有左子树，可以出栈
            root = stack.pop();
            list.add(root.val);
            //此时判断右子树
            root = root.right;
        }
        return list;
    }

方法三：Morris 遍历

Morris 遍历使用二叉树节点中大量指向 null 的指针，由 Joseph Morris 于 1979 年发明。

思路分析：

将当前根节点的左侧最右侧节点的right指向当前根节点，省去了栈的维护，连接之后可以直接顺着节点遍历完整个二叉树，以下图为例：

复杂度分析

• 时间复杂度：O(n)，其中 n 是二叉树的节点数。每一个节点恰好被遍历一次。

• 空间复杂度：O(1)

代码展示：

    public List inorderTraversal(TreeNode root) {
        List list = new ArrayList<>();
        if(root == null){
            return list;
        }
        TreeNode cur1 = root;
        TreeNode cur2 = null;
        while(cur1 != null){
            cur2 = cur1.left;
            if(cur2 != null){
                while(cur2.right != null && cur2.right != cur1){
                    cur2 = cur2.right;
                }
                //此时说明cur2走向了最右侧子树
                //1.还未连接，建立连接
                if(cur2.right != cur1){
                    cur2.right = cur1;
                    cur1 = cur1.left;
                    continue;
                //否则说明已经走过，断开连接
                }else{
                    cur2.right = null;
                    list.add(cur1.val);
                }
            }else{
                list.add(cur1.val);
            }

            cur1 = cur1.right;
        }
        return list;
    }