二叉树——二叉树的中序遍历

题目：给定一个二叉树的根节点 root ，返回 它的 中序 遍历 。

中序遍历的规则：左子树->根节点->右子树
以下提供两种最常用的实现方式：递归法和迭代法

1、先定义二叉树节点类

public class TreeNode {

int val;
TreeNode left;
TreeNode right;
// 构造方法
TreeNode() {}
TreeNode(int val) { this.val = val; }
TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {
this.val = val;
this.left = left;
this.right = right;
}
}

2、递归解法

递归是最简洁的写法，直接遵循左根右规则递归调用

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

class Solution {

// 主方法：返回中序遍历结果
public List inorderTraversal(TreeNode root) {
List res = new ArrayList<>();
dfs(root, res);
return res;
}

// 递归辅助方法：深度优先遍历
private void dfs(TreeNode root, List res) {
// 递归终止条件：节点为空
if (root == null) {
return;
}
// 1. 遍历左子树
dfs(root.left, res);
// 2. 访问根节点
res.add(root.val);
// 3. 遍历右子树
dfs(root.right, res);
}
}

代码说明

• 终止条件：当前节点为 null 时直接返回
• 执行顺序：严格按照** 左 → 根 → 右 **访问节点
• 优点：代码极简，易理解；缺点：递归深度过大会栈溢出

3、迭代解法（非递归，推荐面试）

使用栈模拟递归过程，手动控制遍历顺序，是面试高频考点

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Stack;

class Solution {

public List inorderTraversal(TreeNode root) {
List res = new ArrayList<>();
// 用栈模拟递归调用
Stack stack = new Stack<>();
TreeNode cur = root;

// 循环条件：当前节点不为空 或 栈不为空
while (cur != null || !stack.isEmpty()) {
// 1. 一直遍历左子树，直到最左叶子节点
while (cur != null) {
stack.push(cur);
cur = cur.left;
}

// 2. 弹出栈顶节点（根节点），访问值
cur = stack.pop();
res.add(cur.val);

// 3. 遍历右子树
cur = cur.right;
}
return res;
}
}

代码说明

1. 用栈存储待访问的节点，先一路向左遍历到底
2. 弹出节点并记录值（访问根节点）
3. 再转向右子树重复上述过程
4. 优点：无递归栈溢出风险，效率稳定；缺点：代码稍复杂

List 等价于 C++ 的 vector，而不是普通数组。

功能几乎一模一样：

• 可以动态变长
• 尾部添加元素
• 用来存一串结果

为什么递归里不能每次都 new 一个 List 直接 return，否则数据一定会丢?

因为递归每调用一次，就会新开一个方法栈，
如果每次都新建列表，每个递归只返回自己那一小段结果，
根本合并不了，数据全散了。

结果是：永远拿不到数据！
为什么？

1. 进入 dfs(1) → 创建 resA
2. 进入 dfs(2) → 创建 resB
3. 进入 dfs(null) 返回
4. 把 2 加入 resB
5. 回到 dfs(1)
6. 把 1 加入 resA
7. ……

最后：

• resB 里有 [2]
• resA 里有 [1]
• resC 里有 [3]

互相独立，谁也不认识谁，根本合并不了！
而且这些列表都是方法内部局部变量，
方法一结束，列表就消失了，外面完全拿不到。

一、int和Integer的区别？

• int是基本类型：就是个纯数字，小、快、简单
• Integer是包装类：是个对象，能存null，能用在集合里（List、Map）

1. 本质区别

int（基本数据类型）

• 就是 C++ 里的 int
• 存的是值本身
• 默认值：0
• 不能为 null
• 不能放进 List 这种泛型集合里

Integer（包装类 / 对象）

• 是 int 的包装类，本质是个对象
• 存的是引用
• 默认值：null
• 可以为 null
• 只有它能放进 List

2、为什么 List 只能用 Integer，不能用 int？

泛型集合里必须方对象，不能放基本类型。

• List ❌ 报错
• List ✅ 正确

就跟 C++ 里 vector 可以，但 Java 泛型不支持基本类型，必须用包装类。

3、赋值与null
int a;
a = null; // ❌ 报错，int 不能是 null

Integer b;
b = null; // ✅ 允许

二叉树里如果节点不存在，用null表示很正常，所以很多地方必须用Integer

二、什么是泛型集合？

泛型集合 = 带类型的容器
它规定：这个盒子只能装什么东西，不能乱装。

List res = new ArrayList<>();
这里的

• List 是集合
• 就是泛型
  合在一起就是：

泛型集合：只能存 Integer 类型的列表

三、泛型的作用：

• 规定这个集合只能存某一种类型
• 编译时就检查错误
• 取出来不用强转，安全又方便

为什么必须写List < Integer > 不能 List < int >？

因为：
泛型只支持引用类型（对象），不支持基本类型

• int → 基本类型 → 不能用在 <> 里
• Integer → 包装类、对象 → 可以用

所以你只能写：
List ✅
List ❌

• 泛型 = <类型> 这个尖括号语法
• 泛型集合 = 规定了只能装某种东西的集合
• 你写 List = 这是个只能存整数的集合
• 因为泛型不支持基本类型 int，所以必须用 Integer

就相当于 vector 后面的 ，
都是指定容器里装什么类型。