leetcode中二叉树迭代遍历中的三种遍历方式实现

文章目录

[144. 二叉树的前序遍历](#144. 二叉树的前序遍历)
- 思路
- 解题方法
- 复杂度
- Code
[2.94. 二叉树的中序遍历](#2.94. 二叉树的中序遍历)
- 思路
- 复杂度
- Code
[145. 二叉树的后序遍历](#145. 二叉树的后序遍历)
- 思路
- Code

144. 二叉树的前序遍历

Problem: 144. 二叉树的前序遍历

思路

迭代法实现二叉树的遍历，利用一个栈的取栈顶元素来实现访问节点

对于迭代法来说，第一步就是访问几点，这里使用一个指针来实现节点的访问

其次就是处理节点，在这里就是把节点从栈中弹出来之后，存储到结果数组中即可

解题方法

需要把每一个几点都当做一个二叉树，这就是方法中叫做节点的访问

复杂度

时间复杂度:

遍历过程中，每个节点都会被访问一次，因此时间复杂度取决于节点的数量。

在最坏的情况下，二叉树是一个单链表，节点数量为N，那么遍历的时间复杂度为O(N)。

空间复杂度:

使用了一个栈（stack）来辅助遍历。

在最坏的情况下，二叉树是一个完全二叉树，栈中的节点数量会达到最大值，即树的高度。

在平均情况下，栈中的节点数量取决于树的平衡程度。

因此，空间复杂度的最坏情况为O(N)，平均情况下为O(logN)。

Code

C++ 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) {
        stack<TreeNode*> sta;
        vector<int> result;
        if(root==NULL) return result;
        sta.push(root);
        // 入栈之后处理节点都是从栈顶中取出来
        while(!sta.empty()){
            // 访问节点每次都是取栈顶元素
            TreeNode *cur=sta.top();
            sta.pop();
            result.push_back(cur->val);
            // 先右在左，对于栈来说就可以左右出来，满足前序遍历的要求
            if(cur->right) sta.push(cur->right);
            if(cur->left) sta.push(cur->left);
        }
        return result;
    }
};

2.94. 二叉树的中序遍历

Problem: 94. 二叉树的中序遍历

思路

迭代法实现二叉树的遍历

复杂度

时间复杂度:

遍历过程中，每个节点都会被访问一次，因此时间复杂度取决于节点的数量。

在最坏的情况下，二叉树是一个单链表，节点数量为N，那么遍历的时间复杂度为O(N)。

空间复杂度:

使用了一个栈（stack）来辅助遍历。

在最坏的情况下，栈中的节点数量会达到最大值，即树的高度。

在平均情况下，栈中的节点数量取决于树的平衡程度。

因此，空间复杂度的最坏情况为O(N)，平均情况下为O(logN)

Code

C++ 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) {
        stack<TreeNode*> sta;
        vector<int> result;
        TreeNode* cur=root;
        while( cur!=NULL || !sta.empty()){
            if(cur!=NULL){
                sta.push(cur);
                cur=cur->left;//左
            }else{
                cur=sta.top();
                sta.pop();
                result.push_back(cur->val);//中
                cur=cur->right;//右
            }
        } 
        return result;
    }
};

145. 二叉树的后序遍历

Problem: 145. 二叉树的后序遍历

思路

翻转前序遍历的结果，在处理节点的时候，先左后右即可

Code

C++ 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) {
        stack<TreeNode*> sta;
        vector<int> result;
        if(root==NULL) return result;
        sta.push(root);
        while(!sta.empty()){
            TreeNode *node=sta.top();
            sta.pop();
            result.push_back(node->val);
            if(node->left) sta.push(node->left);
            if(node->right) sta.push(node->right);
        }  
        reverse(result.begin(),result.end());  
        return result;
    }
};