二叉树的前序遍历（迭代法）
1、题目
题目链接：144. 二叉树的前序遍历
给你二叉树的根节点 root ，返回它节点值的 前序 遍历。
示例 1：
输入：root = [1,null,2,3]
输出：[1,2,3]
示例 2：
输入：root = []
输出：[]
示例 3：
输入：root = [1]
输出：[1]
示例 4：
输入：root = [1,2]
输出：[1,2]
示例 5：
输入：root = [1,null,2]
输出：[1,2]
提示：
- 树中节点数目在范围 [0, 100] 内
- -100 <= Node.val <= 100
2、思路
我们也可以用迭代的方式实现的递归函数，两种方式是等价的，区别在于递归的时候隐式地维护了一个栈，而我们在迭代的时候需要显式地将这个栈模拟出来，其余的实现与细节都相同，具体可以参考下面的代码。
3、代码
#include <iostream>
#include <vector>
#include <stack>
using namespace std;
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> preorderTraversal(TreeNode* root) {
stack<TreeNode*> stk;
vector<int> result;
if (root == NULL) return result;
stk.push(root);
while (!stk.empty()) {
// 取出栈顶节点
TreeNode* node = stk.top();
stk.pop();
// 将节点值加入结果集
result.push_back(node->val);
// 如果右子节点不为空，则将右子节点入栈（空节点不入栈）
if (node->right) stk.push(node->right);
// 如果左子节点不为空，则将左子节点入栈（空节点不入栈）
if (node->left) stk.push(node->left);
}
return result;
}
};
int main() {
Solution s;
TreeNode* root = new TreeNode(1, new TreeNode(2, new TreeNode(4), new TreeNode(5)), new TreeNode(3));
vector<int> res = s.preorderTraversal(root);
for (int i : res) {
cout << i << " ";
}
cout << endl;
return 0;
}
4、复杂度分析
- 时间复杂度：O(n)，其中 n 是二叉树的节点数。每一个节点恰好被遍历一次。
- 空间复杂度：O(n)，为迭代过程中显式栈的开销，平均情况下为 O(logn)，最坏情况下树呈现链状，为 O(n)。
二叉树的中序遍历（迭代法）
1、题目
题目链接：94. 二叉树的中序遍历
给定一个二叉树的根节点 root ，返回 它的 中序 遍历 。
示例 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]
提示：
- 树中节点数目在范围 [0, 100] 内
- -100 <= Node.val <= 100
2、思路
我们也可以用迭代的方式实现的递归函数，两种方式是等价的，区别在于递归的时候隐式地维护了一个栈，而我们在迭代的时候需要显式地将这个栈模拟出来，其余的实现与细节都相同，具体可以参考下面的代码。
3、代码
#include <iostream>
#include <vector>
#include <stack>
using namespace std;
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> result;
stack<TreeNode*> stk;
TreeNode* cur = root;
// 当当前节点不为空或者栈不为空时，继续循环
while(cur != nullptr || !stk.empty()) {
// 如果当前节点不为空
if(cur != nullptr) {
// 将当前节点入栈
stk.push(cur);
// 将当前节点指向左子节点
cur = cur->left;
} else {
// 将栈顶节点出栈，并赋值给当前节点
cur = stk.top();
stk.pop();
// 将当前节点的值添加到结果集中
result.push_back(cur->val);
// 将当前节点指向右子节点
cur = cur->right;
}
}
// 返回结果集
return result;
}
};
int main() {
Solution s;
TreeNode* root = new TreeNode(1, new TreeNode(2, new TreeNode(3), new TreeNode(4)), new TreeNode(5));
vector<int> res = s.inorderTraversal(root);
for (int i : res) {
cout << i << " ";
}
cout << endl;
return 0;
}
4、复杂度分析
- 时间复杂度：O(n)，其中 n 是二叉树的节点数。每一个节点恰好被遍历一次。
- 空间复杂度：O(n)，为迭代过程中显式栈的开销，平均情况下为 O(logn)，最坏情况下树呈现链状，为 O(n)。
二叉树的后序遍历（迭代法）
1、题目
题目链接：145. 二叉树的后序遍历
给你一棵二叉树的根节点 root ，返回其节点值的 后序遍历。
示例 1：
输入：root = [1,null,2,3]
输出：[3,2,1]
示例 2：
输入：root = []
输出：[]
示例 3：
输入：root = [1]
输出：[1]
提示：
- 树中节点的数目在范围 [0, 100] 内
- -100 <= Node.val <= 100
2、思路
我们也可以用迭代的方式实现的递归函数，两种方式是等价的，区别在于递归的时候隐式地维护了一个栈，而我们在迭代的时候需要显式地将这个栈模拟出来，其余的实现与细节都相同，具体可以参考下面的代码。
3、代码
#include <iostream>
#include <vector>
#include <stack>
#include <algorithm>
using namespace std;
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> postorderTraversal(TreeNode* root) {
stack<TreeNode*> stk;
vector<int> result;
if (root == NULL) return result;
stk.push(root);
while (!stk.empty()) {
TreeNode* node = stk.top();
stk.pop();
result.push_back(node->val);
// 后序遍历是先左后右最后根节点，所以这里先压入左子节点
if (node->left) stk.push(node->left);
// 然后压入右子节点
if (node->right) stk.push(node->right);
}
// 后序遍历的结果是左右中，所以需要反转结果数组
reverse(result.begin(), result.end());
return result;
}
};
int main() {
Solution s;
TreeNode* root = new TreeNode(1, new TreeNode(2, new TreeNode(4), new TreeNode(5)), new TreeNode(3, new TreeNode(6), new TreeNode(7)));
vector<int> res = s.postorderTraversal(root);
for (int i : res) {
cout << i << " ";
}
cout << endl;
return 0;
}
4、复杂度分析
- 时间复杂度：O(n)，其中 n 是二叉树的节点数。每一个节点恰好被遍历一次。
- 空间复杂度：O(n)，为迭代过程中显式栈的开销，平均情况下为 O(logn)，最坏情况下树呈现链状，为 O(n)。