二叉树的前序、中序、后序遍历 (python)

二叉树的前序、中序、后序遍历 (python)

在二叉树中,遍历指的是按照某种顺序依次访问每一个节点。常用的三种遍历方式为前序遍历、中序遍历和后序遍历。本文将介绍这三种遍历方式,并给出相应的代码实现。

二叉树节点定义

为了方便演示,我们先定义一个二叉树节点类。

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

前序遍历

前序遍历的顺序是先访问根节点,再遍历左子树,最后遍历右子树。可以用递归实现前序遍历,也可以用栈来实现。

递归实现:

def preorderTraversal(root: TreeNode) -> List[int]:
    res = []

    def dfs(node):
        if not node:
            return
        res.append(node.val)
        dfs(node.left)
        dfs(node.right)

    dfs(root)
    return res

栈实现:

def preorderTraversal(root: TreeNode) -> List[int]:
    if not root:
        return []

    res = []
    stack = [root]

    while stack:
        node = stack.pop()
        res.append(node.val)

        if node.right:
            stack.append(node.right)
        if node.left:
            stack.append(node.left)

    return res

中序遍历

中序遍历的顺序是先遍历左子树,再访问根节点,最后遍历右子树。同样可以用递归或者栈来实现。

递归实现:

def inorderTraversal(root: TreeNode) -> List[int]:
    res = []

    def dfs(node):
        if not node:
            return
        dfs(node.left)
        res.append(node.val)
        dfs(node.right)

    dfs(root)
    return res

栈实现:

def inorderTraversal(root: TreeNode) -> List[int]:
    if not root:
        return []

    res = []
    stack = []

    while stack or root:
        while root:
            stack.append(root)
            root = root.left

        node = stack.pop()
        res.append(node.val)
        root = node.right

    return res

后序遍历

后序遍历的顺序是先遍历左子树,再遍历右子树,最后访问根节点。同样可以用递归或者栈来实现。

递归实现:

def postorderTraversal(root: TreeNode) -> List[int]:
    res = []

    def dfs(node):
        if not node:
            return
        dfs(node.left)
        dfs(node.right)
        res.append(node.val)

    dfs(root)
    return res

栈实现:

def postorderTraversal(root: TreeNode) -> List[int]:
    if not root:
    	return []

	res = []
	stack = [root]
	
	while stack:
	    node = stack.pop()
	    res.append(node.val)
	
	    if node.left:
	        stack.append(node.left)
	    if node.right:
	        stack.append(node.right)
	
	return res[::-1]

需要注意的是,栈实现后序遍历的时候,先遍历右子树再遍历左子树,然后将结果反转即可。

总结

本文介绍了二叉树的前序、中序、后序遍历的定义和实现方法。前序遍历可以用递归或者栈来实现,中序遍历和后序遍历同样也可以用递归或者栈来实现。在实际应用中,根据需要选取合适的遍历方式可以方便地解决很多问题。

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