前进之路 发表于 2024-11-21 15:51:28

144. 二叉树的遍历「前序、中序、后序」 Golang实现

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。
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思绪分析:

递归法:

前序遍历的顺序是中左右的顺序。那么每个子树都是这个顺序,所以可以使用递归进行遍历。递归遍历有3部曲
        1.确定递归函数的参数和返回值。
                因为返回值要求保存在一个数组中,所以递归函数的参数应该包括树的根节点和结果数组
                ` func preOrder(root *TreeNode,res *[]int) `
        2.确定递归函数的终止条件
                对于前序遍历来说,当某个根节点没有孩子节点的时候终止遍历。
                ```
                if root==nil {
                        return
                               } ```
        3.确定单层递归的逻辑
                按照顺序进行遍历即可。
           *res = append(*res, root.Val)
                        preOrder(root.Left,res)
                       preOrder(root.Right,res)最终的代码为:
点击检察代码func preorderTraversal(root *TreeNode) []int {
//    递归函数3步骤:
//    1.确定递归函数的参数2.确定递归函数的停止条件3.确定单层递归的调用逻辑
   var res []int
   preOrder(root,&res)
   return res
}

func preOrder(root *TreeNode,res *[]int){
   if root==nil {
       return
   }
   *res = append(*res, root.Val)
   preOrder(root.Left,res)
   preOrder(root.Right,res)
}中序遍历:

点击检察代码func inorderTraversal(root *TreeNode) []int {
   var res []int
   if root==nil{
       return res
   }
   getOrder(root,&res)
   return res
}

func getOrder(root *TreeNode, res *[]int){
   if root!=nil {
       getOrder(root.Left,res)
       *res = append(*res, root.Val)
       getOrder(root.Right,res)
   }
}后序遍历:

点击检察代码func postorderTraversal(root *TreeNode) []int {
   var res []int
   postOrder(root,&res)
   return res
}

func postOrder(root *TreeNode,res *[]int){
   if root==nil{
       return
   }
   postOrder(root.Left,res)
   postOrder(root.Right,res)
   *res = append(*res, root.Val)
}非递归版本

上方是三种遍历的递归方式,肯定要明确递归的3个步骤。但是递归一般复杂度高,很难解决数据量大的数据。在盘算机中递归就是用栈实现的,所以我们可以用栈来实现递归函数的非递归版本。但是三种遍历方式的写法会有区别。
三种遍历的非递归实在都是从根节点开始按照根左右的方式入栈,区别就在于什么时候应该出栈。
前序遍历

前序遍历的次序是根左右,由于是栈来实现,所有实际的入栈次序是根右左,当访问到根的时候将根节点入栈--记载其值,然后将根节点出栈,按照根节点的右左孩子的次序入栈,再根据栈顶元素作为根节点进行处理。函数结束条件则是栈的长度大于0.
点击检察代码func preorderTraversal(root *TreeNode) []int{
    var res []int
    if root==nil{
      return res
    }
    var stack []*TreeNode
    stack = append(stack, root)
    for len(stack)>0 {
      node:=stack
      stack = stack[:len(stack)-1]
      if node!=nil {
            res = append(res, node.Val)
      }
      if node.Right != nil {
            stack = append(stack, node.Right)
      }
      if node.Left!=nil {
            stack = append(stack, node.Left)
      }
    }
    return res
}中序遍历

中序的遍历次序是左中右。
入栈次序:从根节点开始,首先将当前节点的左子树一路压入栈中,直到当前节点没有左子树为止。
出栈条件:当栈顶节点没有左子树时,出栈该节点并访问它,然后继续对其右子树进行遍历。
函数结束条件是root!=nil || len(stack)>0 这是因为当遍历完左子树之后,回溯到整个树的root的时候,栈已经空了,但是右子树还没有入栈,所以还需要判断root是否为空。
点击检察代码func inorderTraversal(root *TreeNode) []int{
    if root==nil {
      return []int{}
    }
    res,stack:=[]int{},[]*TreeNode{}
    for root!=nil || len(stack)>0 {
    //    先遍历左子树
      for root!=nil {
            stack = append(stack, root)
            root = root.Left
      }
    //    处理当前节点,最左下方的节点
      root = stack
      stack = stack[:len(stack)-1]
      res = append(res, root.Val)
    //    遍历右子树
      root = root.Right
    }
    return res
}后序遍历

后序遍历的次序是:左-右-根。
入栈次序: 从根节点开始,首先将当前节点压入栈中,然后按照“左右”的次序将节点的左孩子和右孩子压入栈中。
出栈条件: 每次出栈栈顶元素后,仅在左右子树都已访问完成的情况下才访问根节点。为了包管这一点,通常需要借助一个额外的标记。所以我们通过pre指针来判断左右孩子是否已经访问过,只有他们都被访问过才能访问根节点。
因为入栈次序,所以栈顶元素必然是叶子节点,通过prev记载上一次访问的节点,如果当前节点是叶子节点,直接记载;若不是叶子节点,如果prev是当前节点的任一孩子,说明孩子节点访问完毕「2种情况,2个孩子和只有一个孩子,模拟一下便知」,则可以访问根节点了。
点击检察代码func postorderTraversal(root *TreeNode) []int{
    if root==nil{
      return []int{}
    }
    res,stack := []int{},[]*TreeNode{}
    var prev *TreeNode

    stack = append(stack, root)
    for len(stack)>0{
      current:=stack
    if(current.Left== nil && current.Right ==nil) || (prev!=nil && (prev == current.Left || prev==current.Right)){
      res = append(res, current.Val)
      stack = stack[:len(stack)-1]
      prev = current
    }else{
      if current.Right!=nil {
            stack = append(stack, current.Right)
      }
      if current.Left != nil {
            stack = append(stack, current.Left)
      }
    }
    }
    return res
}
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