C++ 二叉树的深度优先遍历（前中后序）以及广度优先遍历

对于二叉树这一块的知识点一直是模糊的，所以在此做一下总结；

首先声明，二叉树的深度优先遍历分为前序遍历中序遍历和后序遍历；

代码会分为迭代和递归两种方式编写，此处迭代使用到的容器为栈、队列；

首先是前序遍历：

//递归写法输出序列
void preorder(TreeNode* root){
        if(root == NULL) return;
        cout<<root->val<<' ';
        preorder(root->left);
        preorder(root->right);
    }
//迭代写法
void preorderTraversal(TreeNode* root){
        if(root==nullptr) return;
       stack<TreeNode*> s;  //使用栈的先进后出性质
       s.push(root);
       while(!s.empty()){
           TreeNode* pur=s.top();
           cout<<pur->val<<' ';
           s.pop();
           if(pur->right){
               s.push(pur->right);  //先将右结点压入，这样栈顶就会是左节点
           }
           if(pur->left){
               s.push(pur->left);
           }
       }
       return; 
}

中序遍历，思想就是先遍历左节点然后输出栈顶元素（栈中有左节点有头结点，先左后头）再遍历右结点：

//递归写法
void postorder(TreeNode* Root){
        if(Root==nullptr) return;
        if(Root->left) postorder(Root->left);
        cout<<Root->val<<' ';
        if(Root->right) postorder(Root->right);
}

//迭代写法
void inorderTraversal(TreeNode* root) {
        if(root == NULL) return {};
        stack<TreeNode*> s;
        TreeNode* tmp = root;
        while(!s.empty() || tmp){   //当前节点不为null则可以入栈继续
            while(tmp){
                s.push(tmp);         //先遍历左节点
                tmp = tmp->left;
            }
            TreeNode* node = s.top();
            s.pop();
            cout<<node->val<<' ';
            tmp = node->right;
        }
        return;
    }

后序遍历：

 

//递归写法
void postorder(TreeNode* root){
        if(root == NULL) return;
        postorder(root->left);
        postorder(root->right);
        cout<<root->val<<' ';
    }

//迭代写法(用先序遍历的迭代方法修改)
vector<int> postorderTraversal(TreeNode* root) {
        stack<TreeNode*> st;
        vector<int> result;
        if (root == NULL) return result;
        st.push(root);
        while (!st.empty()) {
            TreeNode* node = st.top();
            st.pop();
            result.push_back(node->val);
            if (node->left) st.push(node->left); // 相对于前序遍历，这更改一下入栈顺序 （空节点不入栈）
            if (node->right) st.push(node->right); // 空节点不入栈
        }
        reverse(result.begin(), result.end()); // 将结果反转之后就是左右中的顺序了
        return result;
    }

 

>>>>其他大神写的统一写法的前中后序迭代方法：（转自https://leetcode-cn.com/problems/binary-tree-preorder-traversal/solution/dai-ma-sui-xiang-lu-chi-tou-qian-zhong-hou-xu-de-d/）

//中序遍历
 vector<int> inorderTraversal(TreeNode* root) {
        vector<int> result;
        stack<TreeNode*> st;
        if (root != NULL) st.push(root);
        while (!st.empty()) {
            TreeNode* node = st.top();
            if (node != NULL) {
                st.pop(); // 将该节点弹出，避免重复操作，下面再将右中左节点添加到栈中
                if (node->right) st.push(node->right);  // 添加右节点（空节点不入栈）

                st.push(node);                          // 添加中节点
                st.push(NULL); // 中节点访问过，但是还没有处理，加入空节点做为标记。

                if (node->left) st.push(node->left);    // 添加左节点（空节点不入栈）
            } else { // 只有遇到空节点的时候，才将下一个节点放进结果集
                st.pop();           // 将空节点弹出
                node = st.top();    // 重新取出栈中元素
                st.pop();
                result.push_back(node->val); // 加入到结果集
            }
        }
        return result;
    }

//先序遍历
vector<int> preorderTraversal(TreeNode* root) {
        vector<int> result;
        stack<TreeNode*> st;
        if (root != NULL) st.push(root);
        while (!st.empty()) {
            TreeNode* node = st.top();
            if (node != NULL) {
                st.pop();
                if (node->right) st.push(node->right);  // 右
                if (node->left) st.push(node->left);    // 左
                st.push(node);                          // 中
                st.push(NULL);
            } else {
                st.pop();
                node = st.top();
                st.pop();
                result.push_back(node->val);
            }
        }
        return result;
    }

//后序遍历
vector<int> postorderTraversal(TreeNode* root) {
        vector<int> result;
        stack<TreeNode*> st;
        if (root != NULL) st.push(root);
        while (!st.empty()) {
            TreeNode* node = st.top();
            if (node != NULL) {
                st.pop();
                st.push(node);                          // 中
                st.push(NULL);

                if (node->right) st.push(node->right);  // 右
                if (node->left) st.push(node->left);    // 左

            } else {
                st.pop();
                node = st.top();
                st.pop();
                result.push_back(node->val);
            }
        }
        return result;
    }　　

 

最后是层序遍历：

vector<vector<int>> levelOrder(TreeNode* root) {
        queue<TreeNode*> que;
        if (root != NULL) que.push(root);
        vector<vector<int>> result;
        while (!que.empty()) {
            int size = que.size();
            vector<int> vec;
            for (int i = 0; i < size; i++) {
                TreeNode* node = que.front();    //当前结点
                que.pop();
                vec.push_back(node->val); 
                if (node->left) que.push(node->left);//遍历每一个结点的时候将其子节点放入队列
                if (node->right) que.push(node->right); 
            } 
            result.push_back(vec); 
        } 
        return result; 
}

　　例题：https://leetcode-cn.com/problems/binary-tree-level-order-traversal/