【leetcode】94. 二叉树的中序遍历

参考
Morris Traversal方法遍历二叉树 非递归，不用栈，O(1)空间

一、中序遍历
步骤：

1. 如果当前节点的左孩子为空，则输出当前节点并且将当前节点的右孩子作为当前节点。
   意味着如果当前节点只有右子树自然应该向右遍历了。

2. 如果当前节点的左孩子不为空，在当前节点的左子树中找到当前节点在中序遍历下的前驱节点。

   a) 如果前驱节点的右孩子为空，将前驱结点的右孩子设置为当前节点。当前节点更新为当前节点的左孩子。

Ps: 意味着当前节点的前驱节点没有访问过，所以需要保存当前的信息，利用好前驱节点的空指针，建立好前驱节点到当前节点的线索，同时用来标识这是第一次访问当前节点，因为如果是第二次访问当前节点了，那么当前节点的前驱应该指向了自己这个当前节点，毕竟一棵树在遍历的过程中，每个点只会遍历两次。

b) 如果前驱节点的右孩子为当前节点，将它的右孩子重新设为空（恢复树的形状）。输出当前节点。当前节点更新为当前节点的右孩子。

4. 重复以上1、2直到当前节点为空。

代码

/** * Definition for a binary tree node. * struct TreeNode { * int val; * TreeNode *left; * TreeNode *right; * TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {} * }; */
class Solution {
   
public:
    vector<int> inorderTraversal(TreeNode* root) {
   
        vector<int> ans;
        TreeNode * cur = root, *pre = nullptr;
        
        while(cur != nullptr) {
   
            if (cur->left == nullptr) {
   
                ans.push_back(cur->val);
                cur = cur->right;
            } else {
   
                pre = cur->left;
                while(pre->right != nullptr && pre->right != cur) {
   
                    pre = pre->right;
                }
                if (pre->right != cur) {
   
                    pre->right = cur;
                    cur = cur->left;
                } else {
   
                    pre->right = nullptr;
                    ans.push_back(cur->val);
                    cur = cur->right;
                }
            }
        }
        return ans;
    }
};

用栈实现的

class Solution {
   
public:
    vector<int> inorderTraversal(TreeNode* root) {
   
        vector<int> ans;
        stack<TreeNode*> s;
        TreeNode *cur = root;
        while(cur || !s.empty()) {
   
            if (cur) {
   
                s.push(cur);
                cur = cur->left;
            } else {
   
                cur = s.top(); s.pop();
                ans.push_back(cur->val);
                cur = cur->right;
            }
        }
        return ans;
    }
};

前序遍历就改一下输出的位置就可以了

/** * Definition for a binary tree node. * struct TreeNode { * int val; * TreeNode *left; * TreeNode *right; * TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {} * }; */
class Solution {
   
public:
    vector<int> preorderTraversal(TreeNode* root) {
   
        vector<int> ans;
        TreeNode *cur = root, *pre = nullptr;
        while(cur != nullptr) {
   
            if (cur->left == nullptr) {
   
                ans.push_back(cur->val);
                cur = cur -> right;
            } else {
   
                pre = cur->left;
                while(pre->right != nullptr && pre->right != cur) pre = pre->right;
                if (pre->right == nullptr) {
   
                    ans.push_back(cur->val);
                    pre->right = cur;
                    cur = cur->left;
                } else {
   
                    pre->right = nullptr;
                    cur = cur->right;
                }
            }
        }
        return ans;
    }
};

递归实现

/** * Definition for a binary tree node. * struct TreeNode { * int val; * TreeNode *left; * TreeNode *right; * TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {} * }; */
class Solution {
   
public:
    vector<int> preorderTraversal(TreeNode* root) {
   
        stack<TreeNode*> s;
        vector<int> ans;
        s.push(root);
        while(!s.empty()) {
   
            TreeNode * tmp = s.top(); s.pop();
            if (tmp == nullptr) continue;
            ans.push_back(tmp->val);
            s.push(tmp->right);
            s.push(tmp->left);
        }
        return ans;
    }
};