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LeetCode

题目描述

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]

示例 4：

输入： root = [1,2]
输出： [1,2]

示例 5：

输入： root = [1,null,2]
输出： [1,2]

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？

解题思路

方法一：递归

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    vector<int> preorderTraversal(TreeNode* root) {
        vector<int> ans;
        preorder(root,ans);
        return ans;
    }
    void preorder(TreeNode* root,vector<int>& ans){
        if(root==nullptr){
            return;
        }
        ans.push_back(root->val);
        preorder(root->left,ans);
        preorder(root->right,ans);
    }
};

• 时间复杂度 O(n)
• 空间复杂度 O(n)

  方法二：迭代

  ```cpp /**
  • Definition for a binary tree node.
  • struct TreeNode {
  • int val;
  • TreeNode *left;
  • TreeNode *right;
  • TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
  • TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
  • TreeNode(int x, TreeNode left, TreeNode right) : val(x), left(left), right(right) {}
  • }; / class Solution { public: vector preorderTraversal(TreeNode root) {

    vector<int> ans;
    stack<TreeNode*> stk;
    while(!stk.empty() || root != nullptr){
        while(root!=nullptr){
            ans.push_back(root->val);
            stk.push(root);
            root = root->left;
        }
        root = stk.top();
        stk.pop();
        root = root->right;
    }
    return ans;
    

    }

};

```java
/**
 * 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 {
    public List<Integer> preorderTraversal(TreeNode root) {
        Deque<TreeNode> stack = new LinkedList<>();
        List<Integer> res = new LinkedList<>();
        while(root != null || !stack.isEmpty()){
            if(root != null){
                res.add(root.val);
                stack.push(root);
                root = root.left;
            }else{
                root = stack.poll().right;
            }
        }
        return res;
    }
}

• 时间复杂度 O(n)

• 空间复杂度 O(n)

  方法三：morris遍历

  /**
  * Definition for a binary tree node.
  * struct TreeNode {
  *     int val;
  *     TreeNode *left;
  *     TreeNode *right;
  *     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
  *     TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
  *     TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
  * };
  */
  class Solution {
  public:
    vector<int> preorderTraversal(TreeNode* root) {
        vector<int> ans;
        TreeNode* p1 = root,*p2 = nullptr;
        while(p1!=nullptr){
            p2 = p1->left;//查看p1的左子树
            if(p2!=nullptr){// p1的左子树不为空，遍历p1和左子树
                while(p2->right!=nullptr&&p1!=p2->right){
                    p2 = p2->right;
                }
                if(p2->right==nullptr){// p1的左子树未遍历完，遍历p1和左子树
                    ans.push_back(p1->val);
                    p2->right = p1;
                    p1 = p1->left;
                    continue;
                }else{// p1的左子树全部遍历完毕
                    p2->right = nullptr;//断开和p1连接
                    p1 = p1->right;//开始遍历p1左子树
                }
            }else{// p1的左子树为空，遍历p1和右子树
                ans.push_back(p1->val);
                p1 = p1->right;
            }
        }
        return ans;
    }
  };
  

  /**
  * 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 {
    public List<Integer> preorderTraversal(TreeNode root) {
        List<Integer> res = new ArrayList<>();
        if(root == null){
            return res;
        }
        while(root != null){
            if(root.left != null){// 左子树不为空
                TreeNode tmp = root.left;
                while(tmp.right != null && tmp.right != root){
                    tmp = tmp.right;
                }
                // 将左子树最后一个节点和当前根节点相连
                if(tmp.right == null){
                    res.add(root.val);
                    tmp.right = root;
                    root = root.left;
                }else{// 如果已经相连，说明当前根节点和左子树已经遍历完毕，断开连接并遍历右子树
                    tmp.right = null;
                    root = root.right;
                }
            }else{// 左子树为空
                res.add(root.val);
                root = root.right;
            }
        }
        return res;
    }
  }
  

• 时间复杂度 O(n)

• 空间复杂度 O(1)