迭代实现二叉树的遍历-算法通关村

迭代实现二叉树的遍历-算法通关村


  • 理论上,递归能做的迭代一定能做,但可能会比较复杂。有时候面试官要求不使用递归实现三种遍历,递归就是每次执行方法调用都会先把当前的局部变量、参数值和返回地址等压入栈中,后面在递归返回的时候,从栈顶弹出上一层的各项参数继续执行,这就是递归为什么可以自动返回并执行上一层方法的原因。

1 迭代法实现前序遍历

  • 前序遍历是中左右,如果还有左子树就一直向下找。完了之后再返回从最底层逐步向上向右找。

    不难写出如下代码:(注意代码中,空节点不入栈)

java 复制代码
  public List<Integer> preOrderTraversal(TreeNode root){
          List<Integer> res = new ArrayList<>();//存放遍历的结果
          if(root == null){
              return res;
          }
          Deque<TreeNode> stack = new LinkedList<>();
          TreeNode node = root;
          while(!stack.isEmpty() || node != null){
              while(node != null){//空节点不入栈
                  res.add(node.val);
                  stack.push(node);
                  node = node.left;
              }
              //当当前节点的所有左子节点都已遍历后,
              // 将栈顶元素出栈,并将node更新为该节点的右子节点。
              // 然后继续执行内部循环,遍历右子树。
              node = stack.pop();
              node = node.right;
          }
          return res;
      }

2 迭代法实现中序遍历

  • 中序遍历是左中右,先访问的是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(也就是在把节点的数值放进res列表中)。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。看代码:

java 复制代码
  public List<Integer> inOrderTraversal(TreeNode root){
          List<Integer> res = new ArrayList<>();
          Deque<TreeNode> stack = new LinkedList<>();
          while(!stack.isEmpty() || root != null){
              while(root != null){
                  //将当前节点入栈,并将root更新为其左子节点。
                  // 这个循环会一直执行,直到当前节点为空,
                  // 即遍历完当前节点的所有左子节点。
                  stack.push(root);
                  root = root.left;
              }
              root = stack.pop();
              res.add(root.val);
              //将root更新为该节点的右子节点,以便后续遍历右子树
              root = root.right;
          }
          return res;
      }

3 迭代法实现后序遍历

  • 后序遍历的非递归实现有三种基本的思路:反转法、访问标记法、和Morris法 ,可惜三种理解起来都有些难度,如果头发不够,可以等一等再学习。

    个人感觉访问标记法是最难理解的方法,而Morris法是一个老外发明的巧妙思想:不使用栈,而是用好树中的nul指针,但是实现后序仍然非常麻烦,我们这里不再展开,感兴趣的同学可以查一

    下。

  • 这里只介绍一种好理解又好实现的方法:反转法

  • 如下图,我们先观察后序遍历的结果是 seq = { 9 5 7 4 3 },如果我们将其整体反转的话就是

    new_seq = {3 4 7 5 9}.

  • 有没有发现要得到new_seq的方法和前序遍历思路几乎一致,只不过是左右反了。前序是先中间,再左边然后右边,而这里是先中间,再后边然后左边。那我们完全可以改造一下前序遍历,得到序列new_seq之后再reverse一下就是想要的结果了,代码如下:

java 复制代码
  public List<Integer> postOrderTraversal(TreeNode root){
          List<Integer> res = new ArrayList<>();
          if(root == null){
              return res;
          }
          Deque<TreeNode> stack = new LinkedList<>();
          TreeNode node = root;
          while(!stack.isEmpty() || node != null){
              //将当前节点的值添加到结果列表res中,
              // 然后将当前节点入栈,并将node更新为其右子节点。
              // 这个循环会一直执行,直到当前节点为空
              while(node != null){
                  res.add(node.val);
                  stack.push(node);
                  node = node.right;
              }
              node = stack.pop();
              //将node更新为该节点的左子节点,以便后续遍历左子树。
              node = node.left;
          }
          //列表中的顺序是左子树-右子树-根节点。
          // 但是后序遍历的正确顺序应该是左子树-右子树-根节点,
          // 所以需要将结果列表res反转。
          Collections.reverse(res);
          return res;
      }
复制代码
相关推荐
JavaGuide4 分钟前
JDK 25(长期支持版) 发布,新特性解读!
java·后端
用户3721574261354 分钟前
Java 轻松批量替换 Word 文档文字内容
java
白鲸开源6 分钟前
教你数分钟内创建并运行一个 DolphinScheduler Workflow!
java
CoovallyAIHub39 分钟前
中科大DSAI Lab团队多篇论文入选ICCV 2025,推动三维视觉与泛化感知技术突破
深度学习·算法·计算机视觉
Java中文社群1 小时前
有点意思!Java8后最有用新特性排行榜!
java·后端·面试
代码匠心1 小时前
从零开始学Flink:数据源
java·大数据·后端·flink
间彧1 小时前
Spring Boot项目中如何自定义线程池
java
间彧1 小时前
Java线程池详解与实战指南
java
用户298698530142 小时前
Java 使用 Spire.PDF 将PDF文档转换为Word格式
java·后端
NAGNIP2 小时前
Serverless 架构下的大模型框架落地实践
算法·架构