leetcode-explore-learn-数据结构-二叉树1

1.二叉树的深度优先遍历
- 1.1前序遍历：中左右
- 1.2中序遍历：左中右
- 1.3后序遍历：左右中
2.二叉树的广度优先遍历

本系列博文为leetcode-explore-learn子栏目学习笔记，如有不详之处，请参考leetcode官网：https://leetcode-cn.com/explore/learn/card/data-structure-binary-tree/2/traverse-a-tree/7/

所有例题的编程语言为python
二叉树节点结构：

class TreeNode(object):def __init__(self, x):self.val = xself.left = Noneself.right = None

1.二叉树的深度优先遍历

二叉树的深度优先的三种遍历方式：这个序就是根节点在什么时候遍历

1.1前序遍历：中左右

递归的框架有了，如何在res list中加入答案，在内层再定义一个函数，

class Solution(object):def preorderTraversal(self, root):""":type root: TreeNode:rtype: List[int]"""res=[]def dfs_pre(node):if node==None:returnres.append(node.val)dfs_pre(node.left)dfs_pre(node.right)dfs_pre(root)return res

迭代的框架：当前节点的右子树放入堆栈，存起来。将当前节点的值放入res，当前节点更新为当前节点的左子树节点。

class Solution(object):def preorderTraversal(self, root):""":type root: TreeNode:rtype: List[int]"""stack=[]res=[]node=rootwhile(node or stack):if node:res.append(node.val)if node.right:stack.append(node.right)node=node.leftelse:node=stack.pop()return res

1.2中序遍历：左中右

递归的框架和先序遍历一样。

class Solution(object):def inorderTraversal(self, root):""":type root: TreeNode:rtype: List[int]"""res=[]def dfs_inorder(node):if node==None:returndfs_inorder(node.left)res.append(node.val)dfs_inorder(node.right)dfs_inorder(root)return res

迭代框架：需要将什么放stack中呢，根节点一路向左遍历到底部。将根节点都放进去，放进去的就是有的节点。遍历到底端之后，逐个弹出；然后去该节点的右子树，如果右子树为空，就会弹该节点的父亲节点；如果右子树不为空，就可以迭代进去处理右子树。

class Solution(object):def inorderTraversal(self, root):""":type root: TreeNode:rtype: List[int]"""stack=[]res=[]node=rootwhile(stack or node):if node:stack.append(node)node=node.leftelse:node=stack.pop()res.append(node.val)node=node.rightreturn res

1.3后序遍历：左右中

递归的框架和先序，中序遍历一致

class Solution(object):def postorderTraversal(self, root):""":type root: TreeNode:rtype: List[int]"""res=[]def dfs_post(node):if node==None:returndfs_post(node.left)dfs_post(node.right)res.append(node.val)dfs_post(root)return res

迭代的框架：中右左的逆序，就是左右中。在伪前序遍历（保存左节点）的结果下，逆序输出即可。

class Solution(object):def postorderTraversal(self, root):""":type root: TreeNode:rtype: List[int]"""stack=[]res=[]node=rootwhile(stack or node):if node:res.append(node.val)if node.left:stack.append(node.left)node=node.rightelse:node=stack.pop()return res[::-1]

2.二叉树的广度优先遍历

–层次遍历，用队列来帮助实现广度优先遍历

递归框架：需要有一个level信息用于存储该节点所处的层次。问题：在哪里新增res的层次呢–解决方案，先判断l层次是否存在，不在的话新增。

class Solution(object):def levelOrder(self, root):""":type root: TreeNode:rtype: List[List[int]]"""if root==None:return []res=[]def bfs(node,l):if node==None:returnif l>len(res)-1:res.append([])res[l].append(node.val)bfs(node.left,l+1)bfs(node.right,l+1)bfs(root,0)return res

迭代框架：队列，先进先出，每层先统计队列的长度，确认要弹出的元素个数。

class Solution(object):def levelOrder(self, root):""":type root: TreeNode:rtype: List[List[int]]"""if root==None:return []que=[root]res=[]l=0while(que):n=len(que)res.append([])for i in range(n):node=que.pop(0)res[l].append(node.val)if node.left:que.append(node.left)if node.right:que.append(node.right)l+=1return res

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