0094. 二叉树的中序遍历

题目地址(94. 二叉树的中序遍历)

https://leetcode-cn.com/problems/binary-tree-inorder-traversal/

题目描述

给定一个二叉树，返回它的中序 遍历。

示例:

输入: [1,null,2,3]
   1
    \
     2
    /
   3

输出: [1,3,2]
进阶: 递归算法很简单，你可以通过迭代算法完成吗？

前置知识

二叉树
递归

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思路

递归的方式相对简单，非递归的方式借助栈这种数据结构实现起来会相对轻松。

如果采用非递归，可以用栈(Stack)的思路来处理问题。

中序遍历的顺序为左-根-右，具体算法为：

从根节点开始，先将根节点压入栈
然后再将其所有左子结点压入栈，取出栈顶节点，保存节点值
再将当前指针移到其右子节点上，若存在右子节点，则在下次循环时又可将其所有左子结点压入栈中，重复上步骤

(图片来自： https://github.com/MisterBooo/LeetCodeAnimation)

关键点解析

二叉树的基本操作（遍历）
不同的遍历算法差异还是蛮大的
如果非递归的话利用栈来简化操作
如果数据规模不大的话，建议使用递归
递归的问题需要注意两点，一个是终止条件，一个如何缩小规模

终止条件，自然是当前这个元素是 null（链表也是一样）
由于二叉树本身就是一个递归结构，每次处理一个子树其实就是缩小了规模，难点在于如何合并结果，这里的合并结果其实就是left.concat(mid).concat(right), mid 是一个具体的节点，left 和 right递归求出即可

代码

语言支持：JS，C++，Python3, Java

JavaScript Code：

var inorderTraversal = function (root) {
  const res = [];
  const stk = [];
  while (root || stk.length) {
    while (root) {
      stk.push(root);
      root = root.left;
    }
    root = stk.pop();
    res.push(root.val);
    root = root.right;
  }
  return res;
};

C++ Code：

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    vector<int> inorderTraversal(TreeNode* root) {
        vector<TreeNode*> s;
        vector<int> v;
        while (root != NULL || !s.empty()) {
            for (; root != NULL; root = root->left)
                s.push_back(root);
            v.push_back(s.back()->val);
            root = s.back()->right;
            s.pop_back();
        }
        return v;
    }
};

Python Code:

class Solution:
    def inorderTraversal(self, root: TreeNode) -> List[int]:
        if not root: return []
        stack = []
        ans = []
        cur = root

        while cur or stack:
            while cur:
                stack.append(cur)
                cur = cur.left
            cur = stack.pop()
            ans.append(cur.val)
            cur = cur.right
        return ans

Java Code:

recursion

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {
    List<Integer> res = new LinkedList<>();
    public List<Integer> inorderTraversal(TreeNode root) {
        inorder(root);
        return res;
    }

    public void inorder (TreeNode root) {
        if (root == null) return;

        inorder(root.left);

        res.add(root.val);

        inorder(root.right);
    }
}

iteration

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {
    public List<Integer> inorderTraversal(TreeNode root) {
        List<Integer> res = new ArrayList<> ();
        Stack<TreeNode> stack = new Stack<> ();

        while (root != null || !stack.isEmpty()) {
            while (root != null) {
                stack.push(root);
                root = root.left;
            }
            root = stack.pop();
            res.add(root.val);
            root = root.right;
        }
        return res;
    }
}

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