中序遍历的两种实现——二叉树专题复习

news2024/12/23 11:00:42

在这里插入图片描述
递归实现:

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode() {}
 *     TreeNode(int val) { this.val = val; }
 *     TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {
 *         this.val = val;
 *         this.left = left;
 *         this.right = right;
 *     }
 * }
 */
class Solution {
    // 定义一个结果列表,用于存储遍历的结果
    List<Integer> res = new ArrayList<>();

    public List<Integer> inorderTraversal(TreeNode root) {
        // 调用递归的中序遍历方法
        inorder(root);
        // 返回中序遍历的结果列表
        return res;
    }

    // 递归的中序遍历方法
    public void inorder(TreeNode root){
        // 如果当前节点为空,则返回
        if(root == null) return;
        
        // 递归地对左子树进行中序遍历
        inorder(root.left);
        // 将当前节点的值添加到结果列表
        res.add(root.val);
        // 递归地对右子树进行中序遍历
        inorder(root.right);
    }
}

递归和迭代的中序遍历在逻辑上是等价的,它们都遵循“左-根-右”的遍历顺序。区别在于递归的时候隐式地维护了一个栈,而我们在迭代的时候需要显式地将这个栈模拟出来,其他都相同,具体实现可以看下面的代码。

迭代实现:

class Solution {
    // 定义一个列表来存储遍历的结果
    List<Integer> list = new ArrayList<>();
    // 定义一个双端队列来模拟栈,用于迭代中序遍历
    Deque<TreeNode> que = new LinkedList<>();

    public List<Integer> inorderTraversal(TreeNode root) {
        // 调用迭代的中序遍历方法
        inorder(root);
        // 返回中序遍历的结果列表
        return list;
    }

    // 迭代的中序遍历方法
    public void inorder(TreeNode root){
        // 如果当前节点为空,则返回
        if(root == null) return;

        // 当当前节点不为空或双端队列不为空时,执行循环
        while(root != null || !que.isEmpty()){
            // 当当前节点不为空时,将其推入双端队列
            // 并移动到当前节点的左子节点
            while(root != null){
                que.push(root);
                root = root.left;
            }
            // 当当前节点为空时,说明左子树已遍历完成
            // 弹出双端队列的顶部元素,即当前节点的右子节点
            root = que.pop();
            // 将弹出的节点的值添加到结果列表
            list.add(root.val);
            // 移动到当前节点的右子节点
            root = root.right;
        }
    }
}

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