[Go版]算法通关村——迭代实现二叉树的前中后序遍历

迭代实现遍历二叉树

用递归做二叉树的遍历是非常简单，只需要几行代码就可以搞定。
那我们知道递归的底层使用的还是栈，所以只要使用递归方式能解决的问题，都可以使用迭代（非递归）来解决。我们可以使用栈来模拟递归的过程。

迭代实现二叉树的前序遍历

题目链接：LeetCode-144. 二叉树的前序遍历

思路分析：栈

前序遍历：中 左 右

1. 从根节点开始遍历入栈，然后依次让右节点进栈、左节点进栈，这样出栈的时候就是先左后右了（符合前序的中左右）。
2. 每次出栈，就写入返回数组中，然后将该节点的右节点进栈、左节点进栈…
3. 直到栈被取空了，就代表遍历完所有节点了。

Go代码

func preorderTraversal(root *TreeNode) []int {
    if root == nil {
        return nil
    }
    ret_arr := make([]int, 0)
    stack := []*TreeNode{root}
    for len(stack)!= 0 {
        popNode := stack[len(stack)-1]
        stack = stack[:len(stack)-1]
        ret_arr = append(ret_arr, popNode.Val)
        if popNode.Right != nil {
            stack = append(stack, popNode.Right)
        }
        if popNode.Left != nil {
            stack = append(stack, popNode.Left)
        }
    }
    return ret_arr
}

迭代实现二叉树的后序遍历

题目链接：LeetCode-145. 二叉树的后序遍历

思路分析：栈+反转数组

后序遍历：左 右 中

1. 我们可以将前序遍历的右左入栈反过来，就变成了中右左的遍历方式
2. 中右左反转就是左右中，所以反转后就变成后序遍历的结果了。

Go代码

func postorderTraversal(root *TreeNode) []int {
    if root == nil {
        return nil
    }
    ret_arr := make([]int, 0)
    stack := []*TreeNode{root}
    for len(stack)!= 0 {
        // 从栈出一个节点
        popNode := stack[len(stack)-1]
        stack = stack[:len(stack)-1]
        ret_arr = append(ret_arr, popNode.Val)
        if popNode.Left != nil {
            stack = append(stack, popNode.Left)
        }
        if popNode.Right != nil {
            stack = append(stack, popNode.Right)
        }
    }
    // 反转
    for i,j:=0,len(ret_arr)-1; i<=j; i,j=i+1,j-1 {
        ret_arr[i], ret_arr[j] = ret_arr[j], ret_arr[i]
    }
    return ret_arr
}

迭代实现二叉树的中序遍历

题目链接：LeetCode-94. 二叉树的中序遍历

思路分析：栈+指针

相信大家看了上面的前序、后序遍历之后，会认为中序遍历也差不多，可以变一变代码顺序（跟递归写法的变换一样）就能完成中序遍历，其实不然，我们没法只根据上面的思路去完成中序遍历！！
因为：前序遍历和中序遍历的遍历顺序和操作顺序是不一致的！！！

在前序遍历中：从根节点开始遍历，也是从跟节点开始操作（写入返回数组中），然后遍历到下一个左节点，同时也操作左节点…也就是遍历跟操作的节点始终一致，写起来也比较顺畅。

而在中序遍历中：从根节点开始遍历，但是我们需要一直遍历到最左的叶子节点，才要开始操作该节点（写入返回数组中），所以需要用一个指针指向我们要操作的节点，操作完了之后让该指针指向其下一个操作节点。

Go代码

func inorderTraversal(root *TreeNode) []int {
    if root == nil {
        return nil
    }
    ret_arr := make([]int, 0)
    stack := make([]*TreeNode, 0)
    // 操作节点指针
    cur := root
    for len(stack) != 0 || cur != nil {
        // 如果左子树存在，一直走到左叶子节点
        for cur != nil {
            stack = append(stack, cur)
            cur = cur.Left
        }
        // 出栈一个元素
        cur = stack[len(stack)-1]
        stack = stack[:len(stack)-1]
        // 入结果数组
        ret_arr = append(ret_arr, cur.Val)
        cur = cur.Right
    }
    return ret_arr
}