二叉树的中序遍历

二叉树的中序遍历

1.题目内容

给定一个二叉树的根节点 root ,返回 它的 中序 遍历

示例 1:

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输入:root = [1,null,2,3]
输出:[1,3,2]

示例 2:

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输入:root = []
输出:[]

示例 3:

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输入:root = [1]
输出:[1]

提示:

  • 树中节点数目在范围 [0, 100]
  • -100 <= Node.val <= 100

2.解法

(1)递归

思路及算法

递归遍历过程如下:

  1. 前序遍历:打印 - 左 - 右
  2. 中序遍历:左 - 打印 - 右
  3. 后序遍历:左 - 右 - 打印

题目要求的是中序遍历,那就按照 左-打印-右这种顺序遍历树就可以了,递归函数实现

  • 终止条件:当前节点为空时
  • 函数内:递归的调用左节点,打印当前节点,再递归调用右节点

代码

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//Java
class Solution {
public List<Integer> inorderTraversal(TreeNode root) {
List<Integer> res = new ArrayList<Integer>();
dfs(res,root);
return res;
}

void dfs(List<Integer> res, TreeNode root) {
if(root==null) {
return;
}
//按照 左-打印-右的方式遍历
dfs(res,root.left);
res.add(root.val);
dfs(res,root.right);
}
}

复杂度分析

  • 时间复杂度:O(n)。
  • 空间复杂度:O(h),h 是树的高度。

(2)迭代

思路及算法

递归实现时,是函数自己调用自己,一层层的嵌套下去,操作系统/虚拟机自动帮我们用 来保存了每个调用的函数,现在我们需要自己模拟这样的调用过程。

递归的调用过程是不断往左边走,当左边走不下去了,就打印节点,并转向右边,然后右边继续这个过程。
我们在迭代实现时,就可以用栈来模拟上面的调用过程。

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代码

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//Java
class Solution {
public List<Integer> inorderTraversal(TreeNode root) {
List<Integer> res = new ArrayList<Integer>();
Stack<TreeNode> stack = new Stack<TreeNode>();
while(stack.size()>0 || root!=null) {
//不断往左子树方向走,每走一次就将当前节点保存到栈中
//这是模拟递归的调用
if(root!=null) {
stack.add(root);
root = root.left;
//当前节点为空,说明左边走到头了,从栈中弹出节点并保存
//然后转向右边节点,继续上面整个过程
} else {
TreeNode tmp = stack.pop();
res.add(tmp.val);
root = tmp.right;
}
}
return res;
}
}

复杂度分析

  • 时间复杂度:O(n)
  • 空间复杂度:O(h),h 是树的高度