首页 > 文章列表 > Java中二叉树的递归和非递归遍历方法详解

Java中二叉树的递归和非递归遍历方法详解

java
447 2023-04-30

Java二叉树的递归和非递归遍历方法是什么

前言

二叉树的遍历方法分为前序遍历,中序遍历,后续遍历,层序遍历。

1.递归遍历

对于递归,就不得不说递归三要素:以前序遍历为例

递归入参参数和返回值

因为要打印出前序遍历节点的数值,所以参数里需要传入List在放节点的数值,除了这一点就不需要在处理什么数据了也不需要有返回值,所以递归函数返回类型就是void,代码如下:

public void preorder(TreeNode root, List<Integer> result)

确定终止条件

在递归的过程中,如何算是递归结束了呢,当然是当前遍历的节点是空了,那么本层递归就要要结束了,所以如果当前遍历的这个节点是空,就直接return

if (root == null) return;

单层循环逻辑

前序遍历是中左右的循序,所以在单层递归的逻辑,是要先取中节点的数值,代码如下:

result.add(root.val);

preorder(root.left, result);

preorder(root.right, result);
// 前序遍历·递归·LC144_二叉树的前序遍历

class Solution {

    public List<Integer> preorderTraversal(TreeNode root) {

        List<Integer> result = new ArrayList<Integer>();

        preorder(root, result);

        return result;

    }

    public void preorder(TreeNode root, List<Integer> result) {

        if (root == null) {

            return;

        }

        result.add(root.val);//先保存中间节点

        preorder(root.left, result); //处理左边节点

        preorder(root.right, result); //处理右边节点

    }

}

// 中序遍历·递归·LC94_二叉树的中序遍历

class Solution {

    public List<Integer> inorderTraversal(TreeNode root) {

        List<Integer> res = new ArrayList<>();

        inorder(root, res);

        return res;

    }

    void inorder(TreeNode root, List<Integer> list) {

        if (root == null) {

            return;

        }

        inorder(root.left, list); //先处理左边节点

        list.add(root.val);       //保存中间当前的节点

        inorder(root.right, list);//先处理右边节点

    }

}

// 后序遍历·递归·LC145_二叉树的后序遍历

class Solution {

    public List<Integer> postorderTraversal(TreeNode root) {

        List<Integer> res = new ArrayList<>();

        postorder(root, res);

        return res;

    }

    void postorder(TreeNode root, List<Integer> list) {

        if (root == null) {

            return;

        }

        postorder(root.left, list);  //先处理左边节点

        postorder(root.right, list); //再处理右边节点

        list.add(root.val);          //保存最后  

    }

}

2.非迭代遍历

//前序遍历

class Solution {

    public List<Integer> preorderTraversal(TreeNode root) {

        List<Integer> res = new ArrayList<>();

        Stack<TreeNode> stack = new Stack();

        if (root == null) return res;

        stack.push(root);

        while (!stack.isEmpty()) {

            TreeNode node = stack.pop();

            res.add(node.val);

            if (node.right != null) { //先将右孩子入栈,因为它在最后

                stack.push(node.right);

            }

            if (node.left != null) { //左孩子入栈再出栈

                stack.push(node.left);

            }

        }

        return res;

    }

}

//中序遍历

class Solution {

    public List<Integer> inorderTraversal(TreeNode root) {

        List<Integer> res = new ArrayList<>();

        if (root == null) return res;

        Stack<TreeNode> stack = new Stack();

        TreeNode cur = root;

        while (cur != null || !stack.isEmpty()) {

            //如果可以,一直往左下探

            if (cur != null) {

                stack.push(cur);

                cur = cur.left;

            } else {

                cur = stack.pop(); //弹出来的肯定是叶子节点或中间节点

                res.add(cur.val); //将这个节点加入list

                cur = cur.right; //查看当前节点是否有右节点,如果右,肯定是中间节点,如果没有,就是叶子节点,继续弹出就可以

            }

        }

        return res;

    }

}

//后序遍历

//再来看后序遍历,先序遍历是中左右,后续遍历是左右中,那么我们只需要调整一下先序遍历的代码顺序,就变成中右左的遍历顺序,然后在反转result数组,输出的结果顺序就是左右中

class Solution {

    public List<Integer> postorderTraversal(TreeNode root) {

        List<Integer> res = new ArrayList<>();

        if (root == null) return res;

        Stack<TreeNode> stack = new Stack();

        stack.push(root);

        while (!stack.isEmpty()) {

            TreeNode node = stack.pop();

            res.add(node.val);

            if (node.left != null) stack.push(node.left); // 相对于前序遍历,这更改一下入栈顺序 (空节点不入栈)

            if (node.right != null) stack.push(node.right);// 空节点不入栈 

        }

        Collections.reverse(res); // 将结果反转之后就是左右中的顺序了

        return res;

    }

}

3.二叉树的统一迭代法

//前序遍历

class Solution {

    public List<Integer> preorderTraversal(TreeNode root) {

        List<Integer> result = new LinkedList<>();

        Stack<TreeNode> st = new Stack<>();

        if (root != null) st.push(root);

        while (!st.empty()) {

            TreeNode node = st.peek();

            if (node != null) {

                st.pop(); // 将该节点弹出,避免重复操作,下面再将右中左节点添加到栈中

                if (node.right!=null) st.push(node.right);  // 添加右节点(空节点不入栈)

                if (node.left!=null) st.push(node.left);    // 添加左节点(空节点不入栈)

                st.push(node);                          // 添加中节点

                st.push(null); // 中节点访问过,但是还没有处理,加入空节点做为标记。

            } else { // 只有遇到空节点的时候,才将下一个节点放进结果集

                st.pop();           // 将空节点弹出

                node = st.peek();    // 重新取出栈中元素

                st.pop();

                result.add(node.val); // 加入到结果集

            }

        }

        return result;

    }

}

//中序遍历

class Solution {

    public List<Integer> inorderTraversal(TreeNode root) {

        List<Integer> result = new LinkedList<>();

        Stack<TreeNode> st = new Stack<>();

        if (root != null) st.push(root);

        while (!st.empty()) {

            TreeNode node = st.peek();

            if (node != null) {

                st.pop(); // 将该节点弹出,避免重复操作,下面再将右中左节点添加到栈中

                if (node.right!=null) st.push(node.right);  // 添加右节点(空节点不入栈)

                st.push(node);                          // 添加中节点

                st.push(null); // 中节点访问过,但是还没有处理,加入空节点做为标记。

                if (node.left!=null) st.push(node.left);    // 添加左节点(空节点不入栈)

            } else { // 只有遇到空节点的时候,才将下一个节点放进结果集

                st.pop();           // 将空节点弹出

                node = st.peek();    // 重新取出栈中元素

                st.pop();

                result.add(node.val); // 加入到结果集

            }

        }

        return result;

    }

}

//后序遍历

class Solution {

    public List<Integer> postorderTraversal(TreeNode root) {

        List<Integer> result = new LinkedList<>();

        Stack<TreeNode> st = new Stack<>();

        if (root != null) st.push(root);

        while (!st.empty()) {

            TreeNode node = st.peek();

            if (node != null) {

                st.pop(); // 将该节点弹出,避免重复操作,下面再将右中左节点添加到栈中

                st.push(node);                          // 添加中节点

                st.push(null); // 中节点访问过,但是还没有处理,加入空节点做为标记。

                if (node.right!=null) st.push(node.right);  // 添加右节点(空节点不入栈)

                if (node.left!=null) st.push(node.left);    // 添加左节点(空节点不入栈)         

            } else { // 只有遇到空节点的时候,才将下一个节点放进结果集

                st.pop();           // 将空节点弹出

                node = st.peek();    // 重新取出栈中元素

                st.pop();

                result.add(node.val); // 加入到结果集

            }

        }

        return result;

    }

}