• C++ 二叉树的深度优先遍历(前中后序)以及广度优先遍历


    对于二叉树这一块的知识点一直是模糊的,所以在此做一下总结;

    首先声明,二叉树的深度优先遍历分为前序遍历中序遍历和后序遍历

    代码会分为迭代和递归两种方式编写,此处迭代使用到的容器为栈、队列;

    首先是前序遍历:

    //递归写法输出序列
    void preorder(TreeNode* root){
            if(root == NULL) return;
            cout<<root->val<<' ';
            preorder(root->left);
            preorder(root->right);
        }
    //迭代写法
    void preorderTraversal(TreeNode* root){
            if(root==nullptr) return;
           stack<TreeNode*> s;  //使用栈的先进后出性质
           s.push(root);
           while(!s.empty()){
               TreeNode* pur=s.top();
               cout<<pur->val<<' ';
               s.pop();
               if(pur->right){
                   s.push(pur->right);  //先将右结点压入,这样栈顶就会是左节点
               }
               if(pur->left){
                   s.push(pur->left);
               }
           }
           return; 
    }

    中序遍历,思想就是先遍历左节点然后输出栈顶元素(栈中有左节点有头结点,先左后头)再遍历右结点:

    //递归写法
    void postorder(TreeNode* Root){
            if(Root==nullptr) return;
            if(Root->left) postorder(Root->left);
            cout<<Root->val<<' ';
            if(Root->right) postorder(Root->right);
    }
    
    //迭代写法
    void inorderTraversal(TreeNode* root) {
            if(root == NULL) return {};
            stack<TreeNode*> s;
            TreeNode* tmp = root;
            while(!s.empty() || tmp){   //当前节点不为null则可以入栈继续
                while(tmp){
                    s.push(tmp);         //先遍历左节点
                    tmp = tmp->left;
                }
                TreeNode* node = s.top();
                s.pop();
                cout<<node->val<<' ';
                tmp = node->right;
            }
            return;
        }
    

    后序遍历:

    //递归写法
    void postorder(TreeNode* root){
            if(root == NULL) return;
            postorder(root->left);
            postorder(root->right);
            cout<<root->val<<' ';
        }
    
    //迭代写法(用先序遍历的迭代方法修改)
    vector<int> postorderTraversal(TreeNode* root) {
            stack<TreeNode*> st;
            vector<int> result;
            if (root == NULL) return result;
            st.push(root);
            while (!st.empty()) {
                TreeNode* node = st.top();
                st.pop();
                result.push_back(node->val);
                if (node->left) st.push(node->left); // 相对于前序遍历,这更改一下入栈顺序 (空节点不入栈)
                if (node->right) st.push(node->right); // 空节点不入栈
            }
            reverse(result.begin(), result.end()); // 将结果反转之后就是左右中的顺序了
            return result;
        }
    

    >>>>其他大神写的统一写法的前中后序迭代方法:(转自https://leetcode-cn.com/problems/binary-tree-preorder-traversal/solution/dai-ma-sui-xiang-lu-chi-tou-qian-zhong-hou-xu-de-d/

    //中序遍历
     vector<int> inorderTraversal(TreeNode* root) {
            vector<int> result;
            stack<TreeNode*> st;
            if (root != NULL) st.push(root);
            while (!st.empty()) {
                TreeNode* node = st.top();
                if (node != NULL) {
                    st.pop(); // 将该节点弹出,避免重复操作,下面再将右中左节点添加到栈中
                    if (node->right) st.push(node->right);  // 添加右节点(空节点不入栈)
    
                    st.push(node);                          // 添加中节点
                    st.push(NULL); // 中节点访问过,但是还没有处理,加入空节点做为标记。
    
                    if (node->left) st.push(node->left);    // 添加左节点(空节点不入栈)
                } else { // 只有遇到空节点的时候,才将下一个节点放进结果集
                    st.pop();           // 将空节点弹出
                    node = st.top();    // 重新取出栈中元素
                    st.pop();
                    result.push_back(node->val); // 加入到结果集
                }
            }
            return result;
        }
    
    //先序遍历
    vector<int> preorderTraversal(TreeNode* root) {
            vector<int> result;
            stack<TreeNode*> st;
            if (root != NULL) st.push(root);
            while (!st.empty()) {
                TreeNode* node = st.top();
                if (node != NULL) {
                    st.pop();
                    if (node->right) st.push(node->right);  // 右
                    if (node->left) st.push(node->left);    // 左
                    st.push(node);                          // 中
                    st.push(NULL);
                } else {
                    st.pop();
                    node = st.top();
                    st.pop();
                    result.push_back(node->val);
                }
            }
            return result;
        }
    
    //后序遍历
    vector<int> postorderTraversal(TreeNode* root) {
            vector<int> result;
            stack<TreeNode*> st;
            if (root != NULL) st.push(root);
            while (!st.empty()) {
                TreeNode* node = st.top();
                if (node != NULL) {
                    st.pop();
                    st.push(node);                          // 中
                    st.push(NULL);
    
                    if (node->right) st.push(node->right);  // 右
                    if (node->left) st.push(node->left);    // 左
    
                } else {
                    st.pop();
                    node = st.top();
                    st.pop();
                    result.push_back(node->val);
                }
            }
            return result;
        }  

    最后是层序遍历:

    vector<vector<int>> levelOrder(TreeNode* root) {
            queue<TreeNode*> que;
            if (root != NULL) que.push(root);
            vector<vector<int>> result;
            while (!que.empty()) {
                int size = que.size();
                vector<int> vec;
                for (int i = 0; i < size; i++) {
                    TreeNode* node = que.front();    //当前结点
                    que.pop();
                    vec.push_back(node->val); 
                    if (node->left) que.push(node->left);//遍历每一个结点的时候将其子节点放入队列
                    if (node->right) que.push(node->right); 
                } 
                result.push_back(vec); 
            } 
            return result; 
    }

      例题:https://leetcode-cn.com/problems/binary-tree-level-order-traversal/

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