【C++从0到王者】第三十站:二叉树的非递归遍历

文章目录

  • 一、前序遍历非递归
  • 二、中序遍历非递归
  • 三、后序遍历非递归

一、前序遍历非递归

力扣链接:力扣第144题:前序遍历

解析:

我们的思路是这样的:递归的本质其实就是一层一层的栈帧。我们要使用非递归,就得模拟这种栈帧,所以我们需要一个栈。这个栈专门存储结点,我们可以定义一个cur指针,先让他指向root。由于是先序遍历,所以我们需要将cur的所有左树结点都直接存入栈里面,并且我们还要顺便将里面的值给放入数组中,然后接下来我们就取出栈顶的结点,然后让cur指向右子树即可。这样循环下去就可以了

/**
 * 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> v;
        stack<TreeNode*> st;
        TreeNode* cur = root;
        while(cur || !st.empty())
        {
            while(cur)
            {
                v.push_back(cur->val);
                st.push(cur);
                cur = cur->left;
            }
            TreeNode* top =st.top();
            st.pop();
            cur = top->right;
        }
        return v;
    }
};

除了上面的方式以外,由于是先序遍历,所以可以先访问根节点,然后先访问右子树,然后访问左子树,依次放入栈里面,不过这种方法并不适合中序与后序。因为会陷入死循环。

/**
 * 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) {
        if(root == nullptr)
        {
            return {};
        }
        vector<int> v;
        stack<TreeNode*> st;
        st.push(root);
        while(!st.empty())
        {
            TreeNode* top = st.top();
            v.push_back(top->val);
            st.pop();
            if(top->right)
            {
                st.push(top->right);
            }
            if(top->left)
            {
                st.push(top->left);
            }
        }
        return v;
    }
};

二、中序遍历非递归

力扣链接:力扣第94题:二叉树的中序遍历

解析:

这道题与前序遍历是非常相似的,只需要改变结点进入顺序表的时机即可。

/**
 * 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> v;
        stack<TreeNode*> st;
        TreeNode* cur = root;
        while(cur||!st.empty())
        {
            while(cur)
            {
                st.push(cur);
                cur = cur->left;
            }
            TreeNode* top = st.top();
            st.pop();   
            v.push_back(top->val);

            cur = top->right;
        }
        return v;
    }
};

三、后序遍历非递归

力扣链接:力扣第145题:二叉树的后序遍历

解析:

这道题的麻烦之处,在于如何区分访问根节点还是往右子树走。

我们可以设置一个变量记录之前访问的右子树结点。

如果我们现在要访问的结点,它的右子树正好访问过,那么说明这个结点已经到了访问根节点的地步。

如果当前访问的右子树为空,说明已经到头了,需要访问这个结点了。

如果都不满足,那么就说明还需要继续访问右子树才可以。

/**
 * 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> postorderTraversal(TreeNode* root) {
        vector<int> v;
        stack<TreeNode*> st;
        TreeNode* cur = root;
        TreeNode* prev = nullptr;
        while(cur||!st.empty())
        {
            while(cur)
            {
                st.push(cur);
                cur = cur->left;
            }
            TreeNode* top = st.top();
            if(top->right == nullptr||top->right == prev)
            {
                prev = top;
                v.push_back(top->val);
                st.pop();
            }
            else 
            {
                cur = top->right;
            }
        }
        return v;
    }
};

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