[LeetCode] 144. Binary Tree Preorder Traversal 二叉樹的先序遍歷

 

Given a binary tree, return the preorder traversal of its nodes' values.

Example:

Input: [1,null,2,3]
   1
    \
     2
    /
   3

Output: [1,2,3]

Follow up: Recursive solution is trivial, could you do it iteratively?

 

一般我們提到 樹的遍歷，最常見的有先序遍歷，中序遍歷，后序遍歷和層序遍歷，它們用遞歸實現起來都非常的簡單。而題目的要求是不能使用遞歸求解，於是只能考慮到用非遞歸的方法，這就要用到stack來輔助運算。由於先序遍歷的順序是"根-左-右", 算法為：

1. 把根節點 push 到棧中

2. 循環檢測棧是否為空，若不空，則取出棧頂元素，保存其值，然后看其右子節點是否存在，若存在則 push 到棧中。再看其左子節點，若存在，則 push 到棧中。

參見代碼如下：

 

解法一：

class Solution {
public:
    vector<int> preorderTraversal(TreeNode* root) {
        if (!root) return {};
        vector<int> res;
        stack<TreeNode*> s{{root}};
        while (!s.empty()) {
            TreeNode *t = s.top(); s.pop();
            res.push_back(t->val);
            if (t->right) s.push(t->right);
            if (t->left) s.push(t->left);
        }
        return res;
    }
};

 

下面這種寫法使用了一個輔助結點p，這種寫法其實可以看作是一個模版，對應的還有中序和后序的模版寫法，形式很統一，方便於記憶。輔助結點p初始化為根結點，while 循環的條件是棧不為空或者輔助結點p不為空，在循環中首先判斷如果輔助結點p存在，那么先將p加入棧中，然后將p的結點值加入結果 res 中，此時p指向其左子結點。否則如果p不存在的話，表明沒有左子結點，取出棧頂結點，將p指向棧頂結點的右子結點，參見代碼如下：

 

解法二：

class Solution {
public:
    vector<int> preorderTraversal(TreeNode* root) {
        vector<int> res;
        stack<TreeNode*> st;
        TreeNode *p = root;
        while (!st.empty() || p) {
            if (p) {
                st.push(p);
                res.push_back(p->val);
                p = p->left;
            } else {
                p = st.top(); st.pop();
                p = p->right;
            }
        }
        return res;
    }
};

 

Github 同步地址：

https://github.com/grandyang/leetcode/issues/144

 

類似題目：

Binary Tree Inorder Traversal

Binary Tree Postorder Traversal

Binary Tree Level Order Traversal

Verify Preorder Sequence in Binary Search Tree

Verify Preorder Serialization of a Binary Tree

 

參考資料：

https://leetcode.com/problems/binary-tree-preorder-traversal/

https://leetcode.com/problems/binary-tree-preorder-traversal/discuss/45468/3-Different-Solutions

https://leetcode.com/problems/binary-tree-preorder-traversal/discuss/45493/Accepted-code.-Explaination-with-Algo.

https://leetcode.com/problems/binary-tree-preorder-traversal/discuss/45266/Accepted-iterative-solution-in-Java-using-stack.

 

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