（Java）二叉树的三种遍历（非递归实现）

Posted 2021-12-17 Romantic Programmer

目录

非递归实现前序遍历（LeetCode144）

非递归实现中序遍历（LeetCode94）

非递归实现后续遍历（LeetCode145） 

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非递归实现前序遍历（LeetCode144）

注意：下面遍历的元素将保存在List中返回

前序遍历的顺序：根---左---右 

对于非递归实现二叉树的前序遍历得借助栈这一数据结构，具体做法如下：

1. 创建一个栈，并将二叉树的根节点保存在栈中

2. 当栈不为空的时候，将栈顶元素取出遍历

3. 如果根结点有右子树，将右子树的根节点保存在栈中

4. 再遍历根的左子树，而左子树遍历的顺序也是先遍历根，看是否有右子树，再继续遍历左子树，按照这个顺序进行循环

5. 最后当栈取到空的时候返回List

将上述过程画图说明，便于理解：

参考代码：

public class Solution 
    public IList<int> PreorderTraversal(TreeNode root) 
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        Stack<TreeNode> s = new Stack<>();
        if(root==null)
            return list;
        
        TreeNode cur = root;
        s.push(cur);
        while(!s.empty())
            cur = s.pop();
              while(cur!=null)
            list.add(cur.val);
            if(cur.right!=null)
                s.push(cur.right);
            
            cur = cur.left;
        
        
        return list;
    

非递归实现中序遍历（LeetCode94）

中序遍历的顺序：左---根---右，将遍历的结果保存在List中

实现非递归遍历借助栈这一数据结构，具体做法如下：

1. 依次将根与左子树的根节点入栈

2. 取出栈顶元素遍历

3. 访问栈顶元素的右子树

4. 栈顶元素右子树也是二叉树，所以将上述操作进行循环

画图说明：

参考代码：

class Solution 
    public List<Integer> inorderTraversal(TreeNode root) 
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        Stack<TreeNode> s = new Stack<>();
        if(root == null)
            return list;
        
        TreeNode cur = root;
        while(!s.empty()||cur!=null)
            while(cur!=null)
                s.push(cur);
                cur = cur.left;
            
            cur = s.pop();
            list.add(cur.val);
            cur = cur.right;
        
        return list;
    

非递归实现后续遍历（LeetCode145） 

后续遍历顺序：左---右---根，将遍历结果保存在List中

实现非递归后续遍历也得借助栈这一数据结构，具体做法如下：

1. 第一步与中序遍历的操作相同，依次将左子树的根节点保存在栈中

2. 获取栈顶元素，如果该结点的右子树为空，则遍历该结点，否则遍历该结点的右子树

3. 右子树又是一颗二叉树，继续循环上述操作

注意：用pre标记每一次遍历的元素，这里每一次获取栈顶元素，当获取栈顶元素的右为空时或者等于标记的结点时，此时都遍历该元素，这样做目的是防止循环，导致栈溢出。

画图说明：

参考代码：

class Solution 
    public List<Integer> postorderTraversal(TreeNode root) 
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        Stack<TreeNode> s = new Stack<>();
        if(root==null)
            return list;
        
        TreeNode cur = root;
        TreeNode pre = null;
        while(!s.empty()||cur!=null)
            while(cur!=null)
                s.push(cur);
                cur = cur.left;
            
            cur = s.peek();
            if(cur.right==null||cur.right==pre)
                list.add(cur.val);
                s.pop();
                pre = cur;
                cur = null;
            else
                cur = cur.right;
            
        
        return list;