一文搞懂二叉树先序遍历的三种方法

系列文章：

相关题目：
144. 二叉树的前序遍历

先序遍历结果为：1 2 4 5 3 6 7

总体上分为两种框架，递归框架和非递归框架，递归框架又分为两种思路：分解思路和遍历思路。

• 递归
  1、分解思路 【分解为子问题】
  2、遍历思路 【更新外部变量】
• 非递归
  3、借助栈

下面代码对三种方法逐一实现。

class TreeNode:
    def __init__(self, val=0, left=None, right=None):
        self.val = val
        self.left = left
        self.right = right

class preorderTraversal:
    """
    总体上分为两种框架，递归框架和非递归框架，递归框架又分为两种思路：分解思路和遍历思路。
    递归
        1、分解思路 【分解为子问题】
        2、遍历思路 【更新外部变量】
    非递归
        3、借助栈

    144. 二叉树的前序遍历
    https://leetcode.cn/problems/binary-tree-preorder-traversal/description/
    """
    def solution1(self, root):
        """
        前序遍历【分解思路 -- 子问题】
        递归函数需要有返回值，然后将左子树的返回值、右子树的返回值以及根节点的值，按照顺序拼接起来即可。
        通常为自底向上求解
        :type root: TreeNode
        :rtype: List[int]
        """
        if not root:
            return []
        return [root.val] + self.solution1(root.left) + self.solution1(root.right)

    def solution1_1(self, root):
        """
        分解思路，同上
        :param root:
        :return:
        """
        res = []
        if not root:
            return []

        res.append(root.val)
        res.extend(self.solution1_1(root.left))
        res.extend(self.solution1_1(root.right))

        return res

    def solution2(self, root):
        """
        遍历思路，一般需要借助递归函数，递归函数没有返回值，靠更新外部变量得到结果
        :param root:
        :return:
        """
        self.res = []
        self.traverse(root)
        return self.res

    def traverse(self, node):
        if not node:
            return

        self.res.append(node.val)
        self.traverse(node.left)
        self.traverse(node.right)

    def solution3(self, root):
        """
        非递归思路，借助栈 实现
        :param root:
        :return:
        """
        res = []
        if not root:
            return res
        else:
            stk = [root]
            while stk:
                cur = stk.pop()
                res.append(cur.val)

                if cur.right:
                    stk.append(cur.right)

                if cur.left:
                    stk.append(cur.left)

        return res