02不统一的迭代遍历

2.迭代遍历

前序遍历

题目

递归的实现就是：每一次递归调用都会把函数的局部变量、参数值和返回地址等压入调用栈中

思路

核心关键：因为要访问的元素和要处理的元素顺序是一致的，都是中间节点。

前序遍历是中左右，每次先处理的是中间节点，那么先将根节点放入栈中，然后将右孩子加入栈，再加入左孩子。

为什么要先加入右孩子，再加入左孩子呢？因为这样出栈的时候才是中左右的顺序。

动画如下：

TS实现


/**
 * Definition for a binary tree node.
 * class TreeNode {
 *     val: number
 *     left: TreeNode | null
 *     right: TreeNode | null
 *     constructor(val?: number, left?: TreeNode | null, right?: TreeNode | null) {
 *         this.val = (val===undefined ? 0 : val)
 *         this.left = (left===undefined ? null : left)
 *         this.right = (right===undefined ? null : right)
 *     }
 * }
 */

function preorderTraversal(root: TreeNode | null): number[] {
    const stack: TreeNode[] = [];

    const result: number[] = [];

    if (root === null) return result;

    stack.push(root);

    while(stack.length > 0) {
        const cur = stack.pop();
        if (cur.right !== null) stack.push(cur.right);
        if (cur.left !== null) stack.push(cur.left);
        result.push(cur.val);  
    }
    return result;
};

中序遍历

题目

94. 二叉树的中序遍历思路

给定一个二叉树的根节点 root ，返回它的中序遍历。

示例 1：


输入：root = [1,null,2,3]
输出：[1,3,2]

示例 2：


输入：root = []
输出：[]

示例 3：


输入：root = [1]
输出：[1]

提示：

树中节点数目在范围 [0, 100] 内

100 <= Node.val <= 100

进阶: 递归算法很简单，你可以通过迭代算法完成吗？

思路

中序遍历是左中右，先访问的是二叉树顶部的节点，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（也就是在把节点的数值放进result数组中），这就造成了处理顺序和访问顺序是不一致的。

那么在使用迭代法写中序遍历，就需要借用指针的遍历来帮助访问节点，栈则用来处理节点上的元素。

动画如下：

TS实现


/**
 * Definition for a binary tree node.
 * class TreeNode {
 *     val: number
 *     left: TreeNode | null
 *     right: TreeNode | null
 *     constructor(val?: number, left?: TreeNode | null, right?: TreeNode | null) {
 *         this.val = (val===undefined ? 0 : val)
 *         this.left = (left===undefined ? null : left)
 *         this.right = (right===undefined ? null : right)
 *     }
 * }
 */

function inorderTraversal(root: TreeNode | null): number[] {
    const result: number[] = [];
    const stack: TreeNode[] = [];
    let cur: TreeNode = root;
    if (cur === null) return result;
    while(cur !== null || stack.length !== 0) {
        if (cur !== null) {
            stack.push(cur);
            cur = cur.left;
        } else {
            const top = stack.pop();
            result.push(top.val);
            cur = top.right;
        }
    }
    return result;
};

后序遍历

题目

145. 二叉树的后序遍历思路

给你一棵二叉树的根节点 root ，返回其节点值的 后序遍历 。

示例 1：

输入：root = [1,null,2,3]

输出：[3,2,1]

解释：

示例 2：

输入：root = [1,2,3,4,5,null,8,null,null,6,7,9]

输出：[4,6,7,5,2,9,8,3,1]

解释：

示例 3：

输入：root = []

输出：[]

示例 4：

输入：root = [1]

输出：[1]

提示：

树中节点的数目在范围 [0, 100] 内

100 <= Node.val <= 100

进阶：递归算法很简单，你可以通过迭代算法完成吗？

思路

再来看后序遍历，先序遍历是中左右，后序遍历是左右中，那么我们只需要调整一下先序遍历的代码顺序，就变成中右左的遍历顺序，然后在反转result数组，输出的结果顺序就是左右中了，如下图：

所以后序遍历只需要前序遍历的代码稍作修改就可以了，代码如下：

TS实现


// 后序遍历（迭代法）
function postorderTraversal(root: TreeNode | null): number[] {
		const stack: TreeNode[] = [];
    const result: number[] = [];
    if (root === null) return result;
    stack.push(root);
    while(stack.length > 0) {
        const cur = stack.pop();
        result.push(cur.val); 
        if (cur.left !== null) stack.push(cur.left);
        if (cur.right !== null) stack.push(cur.right);
         
    }
    return result.reverse();;
};