二叉樹中序遍歷 （三種做法）

/*
給定一個二叉樹的根節點 root ，返回它的 中序 遍歷。
輸入：root = [1,null,2,3]
輸出：[1,3,2]

提示：
樹中節點數目在范圍 [0, 100] 內
-100 <= Node.val <= 100
*/

遞歸，最簡單：

/**
 * 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> inorderTraversal(TreeNode* root) {
        vector<int> q;
        dfs(root, q);
        return q;
    }

    void dfs(TreeNode *node, vector<int> &ans){
        if(node == nullptr) return;
        dfs(node->left, ans);
        ans.push_back(node->val);
        dfs(node->right, ans);
    }
};

迭代（用棧實現）
和遞歸一樣，得左邊的節點先入棧，然后處理中間，再處理右邊

class Solution {
public:
    vector<int> inorderTraversal(TreeNode* root) {
        if(root == nullptr) return {};
        stack<TreeNode *> st;
        vector<int> ans;
        while(root != nullptr || !st.empty()){
            // 右邊的節點入棧（左）
            while(root != nullptr){
                st.push(root);
                root = root->left;
            }

            // 彈出當前節點（中）
            root = st.top();
            st.pop();
            ans.push_back(root->val);

            // 到右邊去（右）
            root = root->right;
        }
        return ans;
    }
};

染色法（0代表沒用過，1代表用過，入棧順序和遞歸順序反着來）

class Solution {
public:
    vector<int> inorderTraversal(TreeNode* root) {
        stack<pair<TreeNode*, int>> st;
        vector<int> ans;
        st.push({root,0});
        while(!st.empty()){
            auto node = st.top().first;
            auto color = st.top().second;
            st.pop();
            if(node == nullptr){
                continue;
            }
            if(color == 0){
                st.push(make_pair(node->right,0));
                st.push(make_pair(node,1));
                st.push(make_pair(node->left,0));
            }else{
                ans.push_back(node->val);
            }
        }
        return ans;
    }
};