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94. 二叉树的中序遍历

题目描述

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) {}
}

题目解析

morrios遍历

 void morris(TreeNode * head){if(head == nullptr){return;}TreeNode *curr = head;TreeNode *mostRight = nullptr;while (curr != nullptr){mostRight = curr->left;if(mostRight == nullptr){printf("%d\t", curr->val);curr = curr->right;}else{while (mostRight->right != nullptr && mostRight->right != curr){mostRight = mostRight->right;}if(mostRight->right == nullptr){mostRight->right = curr;curr = curr->left;}else{printf("%d\t", curr->val);mostRight->right = nullptr;curr = curr->right;}};}}

递归

class Solution {public:vector<int> inorderTraversal(TreeNode* root) {vector<int> ans;helper(root, ans);return ans;}private:void helper(TreeNode* root, vector<int> & ans){if(root == NULL){return ;}helper(root->left, ans);ans.emplace_back(root->val);helper(root->right, ans);}
};

null标记法

入栈顺序：右、中、null、左

    vector<int> inorderTraversal(TreeNode* root) {vector<int> vec;if(root == NULL){return vec;}std::stack<TreeNode *> stack;stack.emplace(root);while (!stack.empty()){TreeNode *peek = stack.top();stack.pop();if(peek == NULL){vec.emplace_back(stack.top()->val);stack.pop();}else{if(peek->right){stack.push(peek->right);}stack.push(peek);stack.push(NULL);if(peek->left){stack.push(peek->left);}}}return vec;}

颜色标记法

“颜色标记法”，兼具栈迭代方法的高效，又像递归方法一样间接易懂，更重要的是，这种方法对于前序、中序、后序遍历，能够写出完全一致的代码。

其核心思想如下：

如果颜色标记节点的状态，新节点为白色，已访问节点为灰色
- 如果遇到的节点为白色，那么将其标记为灰色，然后将其右子节点、自身、左子节点依次入栈
- 如果遇到的节点为灰色，那么将其节点的值输出。

解释一下为什么需要“右子节点、自身、左子节点依次入栈”

我们有一颗二叉树
- 前序遍历：中、左、右
- 中序遍历：左、中、右
- 后序遍历：左、右、中

               中/  \左   右

如果需要中序遍历。
- 栈是先进后出的结构，出栈顺序需要为：左、中、右
- 所以，入栈顺序必须倒序：右、中、左
同理，如果是前序遍历，入栈顺序为右，左，中；后序遍历，入栈顺序中，右，左

使用这种方法实现的中序遍历如下：

typedef int  STATUS;
STATUS WHITE = 0;
STATUS GRAP = 1;vector<int> inorderTraversal(TreeNode* root) {vector<int> vec;if(root == NULL){return vec;}std::stack<std::pair<STATUS, TreeNode *>> stack;stack.push({WHITE, root});while (!stack.empty()){STATUS status = stack.top().first;TreeNode * node = stack.top().second;stack.pop();if(status == WHITE){if( node->left != NULL){stack.push({WHITE, node->left});}stack.push({GRAP, node});if( node->right != NULL){stack.push({WHITE, node->right});}}else{vec.emplace_back(node->val);}}return vec;
}

如要实现前序、后序遍历，只需要调整左右子节点的入栈顺序即可。

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