(LeetCodeHot100)94. 二叉树的中序遍历——binary-tree-inorder-traversal

94. 二叉树的中序遍历——binary-tree-inorder-traversal

给定一个二叉树的根节点 root ,返回 它的 中序 遍历

示例 1:

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输入:root = [1,null,2,3]
输出:[1,3,2]

示例 2:

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输入:root = []
输出:[]

示例 3:

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输入:root = [1]
输出:[1]

提示:

  • 树中节点数目在范围 [0, 100]
  • -100 <= Node.val <= 100

  • 我发现这题肯定要用递归,但是题目条件给的函数的返回值是List,但是递归到空结点直接退出,所以要写另一个函数

法一:递归

思路与算法

首先我们需要了解什么是二叉树的中序遍历:按照访问左子树——根节点——右子树的方式遍历这棵树,而在访问左子树或者右子树的时候我们按照同样的方式遍历,直到遍历完整棵树。因此整个遍历过程天然具有递归的性质,我们可以直接用递归函数来模拟这一过程。

定义 inorder(root) 表示当前遍历到 root 节点的答案,那么按照定义,我们只要递归调用 inorder(root.left) 来遍历 root 节点的左子树,然后将 root 节点的值加入答案,再递归调用inorder(root.right) 来遍历 root 节点的右子树即可,递归终止的条件为碰到空节点。

代码

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class Solution {
public List<Integer> inorderTraversal(TreeNode root) {
List<Integer> res = new ArrayList<Integer>();
inorder(root, res);
return res;
}

public void inorder(TreeNode root, List<Integer> res) {
if (root == null) {
return;
}
inorder(root.left, res);
res.add(root.val);
inorder(root.right, res);
}
}

复杂度分析

  • 时间复杂度:O(n),其中 n 为二叉树节点的个数。二叉树的遍历中每个节点会被访问一次且只会被访问一次。
  • 空间复杂度:O(n)。空间复杂度取决于递归的栈深度,而栈深度在二叉树为一条链的情况下会达到 O(n) 的级别。

法二:迭代

  • 就是之前c++写的非递归遍历二叉树

思路与算法

方法一的递归函数我们也可以用迭代的方式实现,两种方式是等价的,区别在于递归的时候隐式地维护了一个栈,而我们在迭代的时候需要显式地将这个栈模拟出来,其他都相同,具体实现可以看下面的代码。

代码

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class Solution {
public List<Integer> inorderTraversal(TreeNode root) {
List<Integer> res = new ArrayList<Integer>();
Deque<TreeNode> stk = new LinkedList<TreeNode>();
while (root != null || !stk.isEmpty()) {
while (root != null) {
stk.push(root);
root = root.left;
}
root = stk.pop();
res.add(root.val);
root = root.right;
}
return res;
}
}

复杂度分析

  • 时间复杂度:O(n),其中 n 为二叉树节点的个数。二叉树的遍历中每个节点会被访问一次.且只会被访问一次。
  • 空间复杂度:O(n)。空间复杂度取决于栈深度,而栈深度在二叉树为一条链的情况下会达到 O(n) 的级别。