二叉树的前序遍历

1.问题描述

给定一个二叉树，返回它的 前序 遍历。

示例:

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

输出: [1,2,3]

进阶: 递归算法很简单，你可以通过迭代算法完成吗？

2.求解

递归

代码如下

/*
 * 执行用时：0 ms, 在所有 Java 提交中击败了100.00% 的用户
 * 内存消耗：36.2 MB, 在所有 Java 提交中击败了99.57% 的用户
 * */
public List<Integer> preorderTraversal(TreeNode root) {
    List<Integer> ans = new ArrayList<>();
    access(root,ans);
    return ans;
}

private void access(TreeNode root,List ans){
    if(root == null){
        return;
    }
    ans.add(root.val);
    access(root.left,ans);
    access(root.right,ans);
}

• 时间复杂度：O(n)，遍历每个节点一次
• 空间复杂度：O(n)，每次递归栈的开销，递归平均空间复杂度为O(logn)，最坏情况下树为链状，n个节点每个节点都要使用一个栈，此时空间复杂度为O(n)

ps：二叉树的前序、中序、后序遍历是相对于遍历根节点的顺序命名的

• 前序遍历：先中后左右
• 中序遍历：先左后中再右
• 后序遍历：先左右后中

使用递归方法差距不大

中序遍历

private void access(TreeNode root,List ans){
    if(root == null){
        return;
    }
    access(root.left,ans);
    ans.add(root.val);
    access(root.right,ans);
}

后序遍历

private void access(TreeNode root,List ans){
    if(root == null){
        return;
    }
    access(root.left,ans);
    access(root.right,ans);
    ans.add(root.val);
}	

迭代

• 当使用递归的时候编译器为我们维护了一个栈，但是这个栈对于我们隐式的、是不可见的
• 那我们可以使用迭代显式的维护一个栈，来模拟递归的过程
• 对于个父节点和左右子节点，我们首先将父节点压入栈中，然后弹出父节点，再将右子节点压入栈中，最后将左子节点压入栈中
• 如没有新元素再入栈，那么此时弹出顺序则式父、左节点、右节点

代码如下

/*
 * 执行用时：0 ms, 在所有 Java 提交中击败了100.00% 的用户
 * 内存消耗：36.2 MB, 在所有 Java 提交中击败了99.78% 的用户
 * */
public List<Integer> preorderTraversal(TreeNode root) {
    List<Integer> ans = new ArrayList<>();
    if(root == null){
        return ans;
    }
    Deque<TreeNode> stack = new LinkedList<TreeNode>();
    stack.push(root);
    while(!stack.isEmpty()){
        TreeNode node = stack.pop();
        ans.add(node.val);
        if(node.right != null){
            stack.push(node.right);
        }
        if(node.left != null){
            stack.push(node.left);
        }
    }
    return ans;
}

ps：迭代的中序、后续遍历如何处理可以看这篇[二叉树的前序、中序、后序遍历迭代实现]

Morris

Morris算法进行二叉树遍历