迭代实现二叉树的遍历（算法村第七关黄金挑战）

迭代实现前序遍历

144. 二叉树的前序遍历 - 力扣（LeetCode）

题解的迭代方式

因为在递归的过程中使用了系统栈，所以在迭代的解法中常用 Stack 来模拟系统栈，来模拟递归。

首先创建一个 Stack 用来存放节点，此时 Stack 为空，优先将根结点加入 Stack，然后进行相关处理（打印、加入列表等等）。

之后我们应该先处理左子树，然后右子树。所以先加入 Stack 的应该是右子树，然后左子树。

public List<Integer> preorderTraversal(TreeNode root)
{
    //树中节点数目在范围 [0, 100] 内
    if (root == null)
        return new ArrayList<>();

    ArrayList<Integer> answer = new ArrayList<>();

    ArrayDeque<TreeNode> stack = new ArrayDeque<>();
    stack.add(root);

    while (!stack.isEmpty())
    {
        TreeNode node = stack.pop();
        answer.add(node.val);

        if (node.right != null)
            stack.push(node.right);
        if (node.left != null)
            stack.push(node.left);
    }

    return answer;
}

算法村的迭代方式

public List<Integer> preorderTraversal_3(TreeNode root)
{
    ArrayList<Integer> answer = new ArrayList<>();

    ArrayDeque<TreeNode> stack = new ArrayDeque<>();

    //再次返回根结点时会出现栈空但root不等于null的情况，此时要遍历根结点的右子树
    //不需要往栈中提前添加根结点！！！
    while (!stack.isEmpty() || root != null)
    {
        while (root != null)
        {
            answer.add(root.val);
            stack.push(root);
            //先遍历左子树
            root = root.left;
        }

        TreeNode curNode = stack.pop();
        //再遍历右子树
        root = curNode.right;
    }

    return answer;
}

迭代实现中序遍历

94. 二叉树的中序遍历 - 力扣（LeetCode）

中序遍历是左中右，先访问二叉树左子树的节点，然后一层一层向下访问，直到到达树左面的最底部，再开始处理节点(把节点的val放进 answer 列表中)

当处理完最小单位的子树时，返回到上层处理中间节点。如果有右节点，也要就其进行中序遍历。

public static List<Integer> inorderTraversal(TreeNode root)
{
    ArrayList<Integer> answer = new ArrayList<>();

    ArrayDeque<TreeNode> stack = new ArrayDeque<>();

    //再次返回根结点时会出现栈空但root不等于null的情况，此时要遍历根结点的右子树
    //不需要往栈中提前添加根结点！！！
    while (!stack.isEmpty() || root != null)
    {
        while (root != null)
        {
            stack.push(root);
            root = root.left;
        }

        TreeNode curNode = stack.pop();
        answer.add(curNode.val);

        root = curNode.right;
    }

    return answer;
}

迭代实现后序遍历

145. 二叉树的后序遍历 - 力扣（LeetCode）

将后序遍历序列反转后得到的序列是“中右左”，而前序遍历序列是“中左右”。所有，我们将前序遍历的遍历次序改变一下，再把结果完全反转，即可得到所要的后序遍历序列。

public List<Integer> postorderTraversal(TreeNode root)
{
    ArrayList<Integer> answer = new ArrayList<>();

    ArrayDeque<TreeNode> stack = new ArrayDeque<>();

    //再次返回根结点时会出现栈空但root不等于null的情况，此时要遍历根结点的右子树
    //不需要往栈中提前添加根结点！！！
    while (!stack.isEmpty() || root != null)
    {
        while (root != null)
        {
            answer.add(root.val);
            stack.push(root);
            //先遍历右子树
            root = root.right;
        }

        TreeNode curNode = stack.pop();
        //再遍历左子树
        root = curNode.left;
    }

    //反转“右前序遍历”的序列，得到后序遍历的序列
    Collections.reverse(answer);

    return answer;
}