二叉树的中序遍历
题目描述
给定一个二叉树的根节点 root ，返回它的 中序 遍历。
实例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]
方法一：递归
/**
* 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> inorderTraversal(TreeNode root) {
List<Integer> ans = new ArrayList<>();
inOrder(ans, root);
return ans;
}
private void inOrder(List<Integer> ans, TreeNode root) {
if (root!=null) {
inOrder(ans, root.left);
ans.add(root.val);
inOrder(ans, root.right);
}
}
}
方法二：迭代
/**
* 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> inorderTraversal(TreeNode root) {
List<Integer> ans = new ArrayList<>();
Stack<TreeNode> stack = new Stack<>();
while (root!=null || !stack.isEmpty()) {
while (root!=null) {
stack.add(root);
root = root.left;
}
root = stack.pop();
ans.add(root.val);
root = root.right;
}
return ans;
}
}
方法三：Morris 中序遍历
- 如果 $x$ 无左孩子，先将 $x$ 的值加入答案数组，再访问 $x$ 的右孩子，即 $x = x.\textit{right}$ 。
- 如果 $x$ 有左孩子，则找到 $x$ 左子树上最右的节点(即左子树中序遍历的最后一个节点，$x$ 在中序遍历中的前驱节点)，我们记为 $\textit{predecessor}$。根据 $\textit{predecessor}$的右孩子是否为空，进行如下操作。
- 如果 $\textit{predecessor}$ 的右孩子为空，则将其右孩子指向 $x$，然后访问 $x$ 的左孩子，即 $x = x.\textit{left}$。
- 如果 $\textit{predecessor}$ 的右孩子不为空，则此时其右孩子指向 $x$，说明我们已经遍历完 $x$ 的左子树，我们将 $\textit{predecessor}$ 的右孩子置空，将 $x$ 的值加入答案数组，然后访问 $x$ 的右孩子，即 $x = x.\textit{right}$。
- 重复上述操作，直至访问完整棵树。
class Solution {
public List<Integer> inorderTraversal(TreeNode root) {
List<Integer> res = new ArrayList<Integer>();
TreeNode predecessor = null;
while (root != null) {
if (root.left != null) {
// predecessor 节点就是当前 root 节点向左走一步，然后一直向右走至无法走为止
predecessor = root.left;
while (predecessor.right != null && predecessor.right != root) {
predecessor = predecessor.right;
}
// 让 predecessor 的右指针指向 root，继续遍历左子树
if (predecessor.right == null) {
predecessor.right = root;
root = root.left;
}
// 说明左子树已经访问完了，我们需要断开链接
else {
res.add(root.val);
predecessor.right = null;
root = root.right;
}
}
// 如果没有左孩子，则直接访问右孩子
else {
res.add(root.val);
root = root.right;
}
}
return res;
}
}