非递归实现二叉树先序、中序和后序遍历

用递归方式实现二叉树先序、中序和后序遍历很简单。

用递归方法解决的问题都能用非递归的方法实现。递归就是利用函数栈来保存信息，如果用自己申请的数据结构来代替函数栈，也可以实现相同的功能。

 

用非递归的方式实现二叉树的先序遍历（LeetCode144）：

1、申请一个栈stack，然后将头节点压入stack中。

2、从stack中弹出栈顶节点，打印，再将其右孩子节点（不为空的话）先压入stack中，最后将其左孩子节点（不为空的话）压入stack中。

3、不断重复步骤2，直到stack为空，全部过程结束。

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
import java.util.*;
class Solution {
    public List<Integer> preorderTraversal(TreeNode root) {
        List<Integer> list=new ArrayList<Integer>();
        Stack<TreeNode> stack=new Stack<TreeNode>();
        if (root!=null) {
            stack.push(root);
            while(!stack.empty()) {
                TreeNode tr=stack.pop();
                list.add(tr.val);
                if(tr.right!=null) {
                    stack.push(tr.right);
                }
                if(tr.left!=null) {
                     stack.push(tr.left);
                }
            }
        }   
        return list;
    }
}

用非递归的方式实现二叉树的中序遍历（LeetCode94）：

1、申请一个栈stack，初始时令cur=head

2、先把cur压入栈中，依次把左边界压入栈中，即不停的令cur=cur.left，重复步骤2

3、不断重复2，直到为null，从stack中弹出一个节点，记为node，打印node的值，并令cur=node.right,重复步骤2

4、当stack为空且cur为空时，整个过程停止。

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {
    public List<Integer> inorderTraversal(TreeNode head) {
        List<Integer> list=new ArrayList<Integer>();
        Stack<TreeNode> stack=new Stack<TreeNode>();
        if (head!=null) {
            while(head!=null||!stack.empty()) {
                if(head!=null) {
                    stack.push(head);
                    head=head.left;
                }else {
                    head=stack.pop();
                    list.add(head.val);
                    head=head.right;
                }
            }
        }
        return list;
    }
}

用非递归的方式实现二叉树的后序遍历（LeetCode145）：

用非递归的方式实现后序遍历有点麻烦。

1、申请一个栈s1，然后将头节点压入栈s1中。

2、从s1中弹出的节点记为cur，然后依次将cur的左孩子节点和右孩子节点压入s1中。

3、在整个过程中，每一个从s1中弹出的节点都放进s2中。

4、不断重复步骤2和步骤3，直到s1为空，过程停止。

5、从s2中依次弹出节点并打印，打印的顺序就是后序遍历的顺序。

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {
    public List<Integer> postorderTraversal(TreeNode head) {
        List<Integer> list=new ArrayList<Integer>();
        Stack<TreeNode> stack1=new Stack<TreeNode>();
        Stack<TreeNode> stack2=new Stack<TreeNode>();
        if (head!=null) {
            stack1.push(head);
            while(!stack1.empty()) {
                head=stack1.pop();
                stack2.push(head);
                if (head.left!=null) {
                    stack1.push(head.left);
                }
                if (head.right!=null) {
                    stack1.push(head.right);
                }
            }
            while(!stack2.empty()) {
                list.add(stack2.pop().val);
            }
        }
        return list;
    }
}

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