【算法题解】44. N 叉树的前序遍历（递归 + 迭代）

news2024/11/20 0:31:48

这是一道简单题

https://leetcode.cn/problems/n-ary-tree-preorder-traversal/

题目

给定一个 n 叉树的根节点 root ，返回其节点值的 前序遍历 。

n 叉树在输入中按层序遍历进行序列化表示，每组子节点由空值 null 分隔（请参见示例）。

示例 1：

输入：root = [1,null,3,2,4,null,5,6] 
输出：[1,3,5,6,2,4]

示例 2：

输入：root = [1,null,2,3,4,5,null,null,6,7,null,8,null,9,10,null,null,11,null,12,null,13,null,null,14] 
输出：[1,2,3,6,7,11,14,4,8,12,5,9,13,10]

提示：

节点总数在范围 $0, 10^4]$ 内
$ 0 <= Node.val <= 10^4 $
n 叉树的高度小于或等于 1000

进阶：递归法很简单，你可以使用迭代法完成此题吗?

递归解法

递归函数：将当前节点值放入答案，然后从左到右递归所有子节点。

边界条件：节点为空，直接返回。

Java 代码实现

/*
// Definition for a Node.
class Node {
    public int val;
    public List<Node> children;

    public Node() {}

    public Node(int _val) {
        val = _val;
    }

    public Node(int _val, List<Node> _children) {
        val = _val;
        children = _children;
    }
};
*/

class Solution {
    public List<Integer> preorder(Node root) {
        List<Integer> ans = new ArrayList<>();
        dfs(root, ans);
        return ans;
    }

    private void dfs(Node node, List<Integer> ans){
        if(node == null){
            return;
        }
        ans.add(node.val);
        List<Node> childrens = node.children;
        if(childrens != null){
            for(Node children : childrens){
                dfs(children, ans);
            }
        }
    }
}

Go 代码实现

/**
 * Definition for a Node.
 * type Node struct {
 *     Val int
 *     Children []*Node
 * }
 */

func preorder(root *Node) (ans[]int) {
    var dfs func(node *Node)
    dfs = func(node *Node) {
        if node == nil {
            return
        }
        ans = append(ans, node.Val)
        childrens := node.Children
        if childrens != nil {
            for _, children := range childrens {
                dfs(children)
            }
        }
    }
    dfs(root)
    return
}

复杂度分析

时间复杂度： $O (N)$ ，N 为节点个数，每个节点都需要访问一次。

空间复杂度： $O (N)$ ，N 为节点个数，空间复杂度取决于调用栈的深度，最大为 N。

迭代解法

创建一个辅助栈，因为是前序，前面的节点先遍历，所以我们可以让当前节点的子节点从后往前倒着入栈，这样出栈的时候就刚好是前序。

另外，每个出栈的节点，出栈时候将其 value 值加入答案，然后再将其下一级节点倒序入栈。

具体实现见代码，相信你看一眼就能明白。这种解法同样适用于二叉树的前序遍历。

Java 代码实现

/*
// Definition for a Node.
class Node {
    public int val;
    public List<Node> children;

    public Node() {}

    public Node(int _val) {
        val = _val;
    }

    public Node(int _val, List<Node> _children) {
        val = _val;
        children = _children;
    }
};
*/

class Solution {
    public List<Integer> preorder(Node root) {
        List<Integer> ans = new ArrayList<>();
        if(root == null){
            return ans;
        }
        Deque<Node> stack = new LinkedList<>();
        stack.push(root);

        while(!stack.isEmpty()){
            Node top = stack.pop();
            ans.add(top.val);
            if(top.children != null){
                for(int i = top.children.size() - 1; i >= 0; i--){
                    stack.push(top.children.get(i));
                }
            }
        }
        return ans;
    }


}

Go 代码实现

/**
 * Definition for a Node.
 * type Node struct {
 *     Val int
 *     Children []*Node
 * }
 */

func preorder(root *Node) (ans[]int) {
    if root == nil {
        return
    }
    stack := []*Node{root}
    for len(stack) > 0 {
        top := stack[len(stack) - 1]
        stack = stack[:len(stack) - 1]
        ans = append(ans, top.Val)
        if top.Children != nil {
            for i := len(top.Children) - 1; i >= 0; i--  {
                stack = append(stack, top.Children[i])
            }
        }
        
    }
    return
}