144.二叉树的前序遍历

给你二叉树的根节点 root ，返回它节点值的 前序 遍历。

 

示例 1：

输入：root = [1,null,2,3]
输出：[1,2,3]
示例 2：

输入：root = []
输出：[]
示例 3：

输入：root = [1]
输出：[1]

解法一：递归求解，按照当前节点，然后前节点，后节点

public List<Integer> preorderTraversal(TreeNode root) {
        List<Integer> res = new ArrayList<Integer>();
        preorder(root,res);
        return res;
    }
    void preorder(TreeNode root,List<Integer> res) {
        if(root==null)
            return ;
        res.add(root.val);
        preorder(root.left,res);
        preorder(root.right,res);
    }

解法二：递归本身就是一种隐式迭代，可以转化成迭代形式，只需要简单修改输出的顺序

 public List<Integer> preorderTraversal(TreeNode root) {
        List<Integer> res = new ArrayList<Integer>();
        Deque<TreeNode> stk = new LinkedList<TreeNode>();
         while (root != null || !stk.isEmpty()) {
            while (root != null) {
                res.add(root.val);
                stk.push(root);
                root = root.left;
            }
            if (!stk.isEmpty()) {
                root = stk.pop();
                root = root.right;
            }

        }
        return res;
    }

解法三：

有一种巧妙的方法可以在线性时间内，只占用常数空间来实现前序遍历。这种方法由 J. H. Morris 在 1979 年的论文「Traversing Binary Trees Simply and Cheaply」中首次提出，因此被称为 Morris 遍历。

Morris 遍历的核心思想是利用树的大量空闲指针，实现空间开销的极限缩减。其前序遍历规则总结如下：

新建临时节点，令该节点为 root；

如果当前节点的左子节点为空，将当前节点加入答案，并遍历当前节点的右子节点；

如果当前节点的左子节点不为空，在当前节点的左子树中找到当前节点在中序遍历下的前驱节点：

如果前驱节点的右子节点为空，将前驱节点的右子节点设置为当前节点。然后将当前节点加入答案，并将前驱节点的右子节点更新为当前节点。当前节点更新为当前节点的左子节点。

如果前驱节点的右子节点为当前节点，将它的右子节点重新设为空。当前节点更新为当前节点的右子节点。

重复步骤 2 和步骤 3，直到遍历结束。

这样我们利用 Morris 遍历的方法，前序遍历该二叉树，即可实现线性时间与常数空间的遍历。