python二叉树的非递归遍历
在树的深度优先遍历中(包括前序、中序、后序遍历),递归方法最为直观易懂,但考虑到效率,我们通常不推荐使用递归。
栈迭代方法虽然提高了效率,但其嵌套循环却非常烧脑,不易理解,容易造成“一看就懂,一写就废”的窘况。而且对于不同的遍历顺序(前序、中序、后序),循环结构差异很大,更增加了记忆负担。
因此,我在这里介绍一种“灰白标记法”,兼具栈迭代方法的高效,又像递归方法一样简洁易懂,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:
使用颜色标记节点的状态,新节点为白色,已访问的节点为灰色。
如果遇到的节点为白色,则将其标记为灰色,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,则将节点的值输出。
使用这种方法实现的中序遍历如下:
class Solution:def inorderTraversal(self, root: TreeNode) -> List[int]:WHITE, GRAY = 0, 1res = []stack = [(WHITE, root)]while stack:color, node = stack.pop()if node is None: continueif color == WHITE:stack.append((WHITE, node.right))stack.append((GRAY, node))stack.append((WHITE, node.left))else:res.append(node.val)return res
优化:
white对应TreeNode数据类型,gray对应int数据类型,所以不需要额外的颜色标记:
class Solution:def inorderTraversal(self, root: TreeNode) -> List[int]:stack,res = [root],[]while stack:p = stack.pop()if isinstance(p,TreeNode):stack.extend([p.right,p.val,p.left])elif isinstance(p,int):res.append(p)return res
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