【LetMeFly】94.二叉树的中序遍历：递归/迭代(栈模拟递归)

力扣题目链接：https://leetcode.cn/problems/binary-tree-inorder-traversal/

给定一个二叉树的根节点 root ，返回 它的 中序 遍历 。

 

示例 1：

输入：root = [1,null,2,3]
输出：[1,3,2]

示例 2：

输入：root = []
输出：[]

示例 3：

输入：root = [1]
输出：[1]

 

提示：

• 树中节点数目在范围 [0, 100] 内
• -100 <= Node.val <= 100

 

进阶: 递归算法很简单，你可以通过迭代算法完成吗？

方法一：深度优先搜索DFS(递归)

写一个函数进行深搜：

函数接受一个节点作为参数，若节点为空则直接返回，否则递归左子节点，当前节点加入答案，递归右子节点。

从根节点开始使用上述函数递归，递归完成后返回答案。

• 时间复杂度$O(size(tree))$
• 空间复杂度$O(size(tree))$

AC代码

C++

class Solution {
private:vector<int> ans;void dfs(TreeNode* root) {if (!root) {return ;}dfs(root->left);ans.push_back(root->val);dfs(root->right);}
public:vector<int> inorderTraversal(TreeNode* root) {dfs(root);return ans;}
};

Python

# from typing import Optional, List# # Definition for a binary tree node.
# class TreeNode:
#     def __init__(self, val=0, left=None, right=None):
#         self.val = val
#         self.left = left
#         self.right = rightclass Solution:def dfs(self, root: Optional[TreeNode]) -> None:if not root:returnself.dfs(root.left)self.ans.append(root.val)self.dfs(root.right)def inorderTraversal(self, root: Optional[TreeNode]) -> List[int]:self.ans = []self.dfs(root)return self.ans

方法二：使用栈模拟递归（栈模拟递归）

递归过程中实际上是系统使用栈帮你存下了当前的信息，调用函数结束后恢复当前信息继续往下执行。因此我们使用栈模拟一下递归即可。

递归的时候都需要保存哪些信息呢？其实我们只需要保存当前节点是什么和当前节点是否递归过(左)子节点即可。

若是第一次处理到这个节点，则先将右子入栈，再将本节点再次入栈（并标记一下说左子节点入过栈了），最后将左子节点入栈。（这样出栈顺序将时左中右）

出栈时先看节点是否为空，为空直接返回。若左子节点入栈过了，则将当前节点值加入答案；否则（左子还未入栈），执行“第一次处理到这个节点”的操作。

• 时间复杂度$O(size(tree))$
• 空间复杂度$O(size(tree))$

使用栈模拟递归，时空复杂度都不变，但毕竟保存的信息变少了，将会更高效。

AC代码

C++

class Solution {
public:vector<int> inorderTraversal(TreeNode* root) {vector<int> ans;stack<pair<TreeNode*, bool>> st;  // [<node, ifPushedChild>, ...st.push({root, false});while (st.size()) {auto [thisNode, ifPushedChild] = st.top();st.pop();if (!thisNode) {continue;}if (ifPushedChild) {ans.push_back(thisNode->val);}else {st.push({thisNode->right, false});st.push({thisNode, true});st.push({thisNode->left, false});}}return ans;}
};

Python

# from typing import Optional, List# # Definition for a binary tree node.
# class TreeNode:
#     def __init__(self, val=0, left=None, right=None):
#         self.val = val
#         self.left = left
#         self.right = rightclass Solution:def inorderTraversal(self, root: Optional[TreeNode]) -> List[int]:ans = []st = [(root, False)]while st:thisNode, ifPushedChild = st.pop()if not thisNode:continueif ifPushedChild:ans.append(thisNode.val)else:st.append((thisNode.right, False))st.append((thisNode, True))st.append((thisNode.left, False))return ans

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Tisfy：https://letmefly.blog.csdn.net/article/details/136090242