4.1深度优先遍历的迭代方式

leetcode :
144.二叉树的前序遍历
94.二叉树的中序遍历
145.二叉树的后序遍历

递归的实现：
每一次调用递归：都会将函数在本次递归中所产生的局部变量，参数值和返回地址等压入调用栈中；
递归返回时：从栈顶弹出上一次递归的各项参数，所以递归可以返回上一层的位置；

从而我们知道，栈可以实现二叉树的递归方式；
同样，我们本次使用栈实现二叉树的迭代方式；

使用迭代方式的遍历过程中，有两关键点：

访问节点（将节点压入栈中）；

处理节点（将节点从栈中取出，然后将节点中的数据部分存入到结果集中）；

整体思路：
前序，后序遍历，先将根节点入栈，
接着循环中，是先处理节点，然后开始访问节点；

中序遍历：先将当前节点赋值为根节点；
在循环中，先处理栈中节点，将节点中的数据存到结果集中，然后才开始访问节点；

1. 前序遍历的迭代方式

由于栈的后进先出的特性；
前序遍历的输出顺序是：中，左，右；

根据以上两点，可知：
所以入栈的顺序：中，右，左，中；

1.1 步骤

创建结果集向量容器, result；
创建节点型 stack 容器适配器， st;

条件判断，当根节点为空，返回结果集；
将根节点压入到栈中；

执行循环，当栈不为空：

         新建当前节点， 赋值为栈顶的节点的引用；移除栈顶节点；将当前节点中的数值保存到结果集中；条件判断， 当前节点的右节点不为空， 将当前节点的右节点压入栈中；条件判断， 当前节点的左子树不为空，  将当前节点的左节点压入到栈中；

循环结束，返回结果集；

1.2 code

#include "vector"
#include "stack"using namespace std;struct TreeNode{int val;TreeNode*  left;TreeNode*  right;// 默认构造函数， 列表形式；TreeNode(int x): val(x), left(nullptr), right(nullptr){}};class Solution1{vector<int>  preOrder(TreeNode* root) {vector<int> result;stack<TreeNode*> st;// 当根节点为空时， 返回结果集;if( root == nullptr )  return  result;// 根节点不为空，压入栈中；st.push(root);while( !st.empty()){TreeNode*  cur_node = st.top();  //  当前节点 赋值为 栈顶的节点；// 移除栈顶节点；st.pop();result.push_back(cur_node->val);if(cur_node->right)  st.push(cur_node->right);if(cur_node->left)  st.push(cur_node->left);}return  result;}
};

关键点：

处理：将元素放进result 数组中；
访问：遍历节点；

前序遍历中：先访问的是中间节点，要处理的元素也是中间节点；即，访问的元素和要处理的元素顺序是一致的，都是中间节点；

2. 中序遍历的迭代方式

中序遍历：左，中，右；先访问根节点，然后一层一层的向下访问，直到到达树左边的最底部，在开始处理节点，造成了处理顺序和访问顺序不一致的；

故

访问节点：使用指针来遍历；
处理节点：使用栈来处理；

关键点：
先访问节点，直到当前节点更新为空节点；
开始处理节点；

2.1 步骤

创建结果集向量容器, result；
创建节点型 stack 容器适配器， st;
令当前节点赋值为根节点；

执行循环，当当前节点不为空，或者栈不为空：
条件判断：当前节点不为空，
将当前节点压入栈；
当前节点更新为当前节点的左节点；
否则，当前节点为空：
当前节点赋值为栈顶的节点引用；
移除栈顶的节点；
将当前节点中的数值存入到结果集中；
当前节点更新为当前节点的右节点；

循环结束，返回结果集；

class Solution2{public:vector<int>  inOrder(TreeNode* root) {vector<int> result;  // 用于 处理节点， 将节点中的数值保存其中；stack<TreeNode *> st;  // 用于访问节点时， 将节点入栈；TreeNode* cur_node = root;// 开始遍历 树的节点和栈中的节点；while(  cur_node != nullptr||  !st.empty()  ) {// 循环， 当前节点不为空， 访问没到到位，未到叶子节点；  栈不为空， 处理没有到位；// 先进行访问；if( cur_node != nullptr){ // 如果当前节点未到达， 叶子节点；// 依次 将访问的节点入栈；st.push(cur_node);cur_node = cur_node->left; //  将访问节点 更新为 当前节点的左子树；}else{ // 访问结束， 开始处理节点；cur_node = st.top(); // 返回栈顶元素的引用；result.push_back(cur_node->val);  //  处理节点， 节点中的元素入栈；st.pop();cur_node = cur_node->right;}}return  result;}};

3. 后序遍历的迭代方式

前序：入栈顺序，中，右，左；结果集中的元素：中，左，右；

后序：

后序遍历，是在前序遍历的基础上，进行两点修改：

节点入栈的顺序改变；
结果集中的元素，需要倒序一下；

3.1 步骤

创建结果集向量容器, result；
创建节点型 stack 容器适配器， st;

条件判断，当根节点为空，返回结果集；
将根节点压入到栈中；

执行循环，当栈不为空：

         新建当前节点， 赋值为栈顶的节点的引用；移除栈顶节点；将当前节点中的数值保存到结果集中；条件判断， 当前节点的右节点不为空， 将当前节点的右节点压入栈中；条件判断， 当前节点的左子树不为空，  将当前节点的左节点压入到栈中；

反转结果集，
循环结束，返回结果集；

class Solution {public:vector<int> postorderTraversal(TreeNode* root) {vector<int>  result;stack<TreeNode* >  st;if(root == nullptr)  return  result;   // 根节点为空， 返回结果集；st.push(root) ;  // 先将根节点入栈；while( !st.empty() ){// 当 栈中的节点不为空时，//  取出栈顶节点，进行处理；TreeNode* cur_node =  st.top();result.push_back(cur_node->val);st.pop();// 访问节点；if(cur_node->left)  st.push( cur_node->left);if(cur_node->right) st.push( cur_node->right);}reverse(result.begin(), result.end());return result;}};