算法刷题-二叉树

144. 二叉树的前序遍历

给你二叉树的根节点 root ，返回它节点值的前序遍历。

思路

前序遍历：中左右

使用栈的时候要注意：先放右儿子，再放左儿子，再放中间，这样可以保证出栈的时候：中左右

放自己的时候，需要放一个空指针作为标记

代码

递归版本

cpp 复制代码

/**
 * 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> res;
        dfs(root,res);
        return res;
    }

    void dfs(TreeNode *root ,vector<int> &res){
        if(root==nullptr) return;
        res.push_back(root->val);
        dfs(root->left,res),dfs(root->right,res);
    }
};

栈版本

cpp 复制代码

/**
 * 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> res;
        stack<TreeNode*> st;
        if(root!=nullptr) st.push(root);
        while(!st.empty()){
            auto t=st.top();
            st.pop();
            if(t!=nullptr){
                //中左右
                if(t->right) st.push(t->right);
                if(t->left) st.push(t->left);
                st.push(t),st.push(nullptr);
            }else{
                t=st.top();
                st.pop();
                res.push_back(t->val);
            }
        }
        return res;
    }
};

145. 二叉树的后序遍历

给你一棵二叉树的根节点 root ，返回其节点值的 后序遍历 。

思路

后序遍历：左右中

使用栈遍历的时候，先放自己，在右儿子，在左儿子。这样可以保证出栈的时候顺序为：左右中

代码

递归版本

cpp 复制代码

/**
 * 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> res;
        dfs(root,res);
        return res;
    }

    void dfs(TreeNode *root,vector<int> &res){
        if(root==nullptr) return;
        dfs(root->left,res),dfs(root->right,res);
        res.push_back(root->val);
    }
};

栈版本：

cpp 复制代码

/**
 * 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> res;
        stack<TreeNode*> st;
        if(root!=nullptr) st.push(root);
        while(!st.empty()){
            auto t=st.top();
            st.pop();
            if(t==nullptr){
                t=st.top();
                st.pop();
                res.push_back(t->val);
            }else{
                //左右中
                st.push(t),st.push(nullptr);
                if(t->right)st.push(t->right);
                if(t->left)st.push(t->left);
            }
        }
        return res;
    }
};

94. 二叉树的中序遍历

给定一个二叉树的根节点 root ，返回 它的中序遍历 。

思路

中序遍历：左中右

在使用栈遍历的时候，先让右儿子，再放左儿子，再放中间，这样可以保证出来的时候顺序为：左中右

放自己的时候，再放一个空指针作为标记，下次遍历到空指针的时候，下一个就是自己

代码

cpp 复制代码

/**
 * 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> res;
        dfs(root,res);
        return res;
    }
    void dfs(TreeNode *root,vector<int> &res){
        if(root==nullptr) return;
        dfs(root->left,res);
        res.push_back(root->val);
        dfs(root->right,res);
    }
};

栈版本

cpp 复制代码

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

102. 二叉树的层序遍历

给你二叉树的根节点 root ，返回其节点值的 层序遍历 。（即逐层地，从左到右访问所有节点）。

思路

使用队列进行广度优先搜索，每次需要push_back的vector的大小应该根据上一次还剩余的队列的长度进行计算。

代码

cpp 复制代码

/**
 * 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<vector<int>> levelOrder(TreeNode* root) {
        vector<vector<int>> res;
        queue<TreeNode*> q;
        if(root!=nullptr) q.push(root);
        while(q.size()){
            int sz=q.size();
            vector<int> cur;
            while(sz--){
                auto t=q.front();
                q.pop();
                cur.push_back(t->val);
                if(t->left)q.push(t->left);
                if(t->right)q.push(t->right);
            }
            res.push_back(cur);
        }
        return res;

    }
};

107. 二叉树的层序遍历 II

给你二叉树的根节点 root ，返回其节点值 自底向上的层序遍历 。（即按从叶子节点所在层到根节点所在的层，逐层从左向右遍历）

思路

在上一题的基础上，只需要将从上往下遍历的结果reverse一下即可。

代码

cpp 复制代码

/**
 * 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<vector<int>> levelOrderBottom(TreeNode* root) {
        queue<TreeNode*> q;
        vector<vector<int>> res;
        if(root!=nullptr) q.push(root);
        while(q.size()){
            int sz=q.size();
            vector<int> cur;
            while(sz--){
                auto t=q.front();
                q.pop();
                cur.push_back(t->val);
                if(t->left) q.push(t->left);
                if(t->right) q.push(t->right);
            }
            res.push_back(cur);
        }
        reverse(res.begin(),res.end());
        return res;
    }
};