[二叉树]分别用递归和非递归方式实现二叉树先序、中序和后序遍历

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选择匿名的用户   2021-5-28 18:52   36   0

题目:用递归和非递归两种方式,分别按照二叉树先序、中序和后序打印所有的节点。我们约定先遍历顺序为根、左、右;中序遍历顺序为左、根、右;后序遍历为左、右、根。

解答:用递归方式实现是基本的解题方法,此处直接给出代码

先序:

其实在遍历二叉树的时候有三次遍历, 比如前序遍历:A->B->D->D(D左子节点并返回到D)->D(D右子节点并返回到D)->B->E->E(左)->E(右)->->B->A->C->F->F(左)->F(右)->C->C(右),所以可以用栈结构,把遍历到的节点压进栈,没子节点时再出栈。也可以用递归的方式,递归的输出当前节点,然后递归的输出左子节点,最后递归的输出右子节点。直接看代码更能理解:

public static void preOrderRe(TreeNode biTree)
 {//递归实现
  System.out.println(biTree.value);
  TreeNode leftTree = biTree.left;
  if(leftTree != null)
  {
   preOrderRe(leftTree);
  }
  TreeNode rightTree = biTree.right;
  if(rightTree != null)
  {
   preOrderRe(rightTree);
  }
 }

中序:

public static void midOrderRe(TreeNode biTree)
 {//中序遍历递归实现
  if(biTree == null)
   return;
  else
  {
   midOrderRe(biTree.left);
   System.out.println(biTree.value);
   midOrderRe(biTree.right);
  }
 }

后序:

public static void postOrderRe(TreeNode biTree)
 {//后序遍历递归实现
  if(biTree == null)
   return;
  else
  {
   postOrderRe(biTree.left);
   postOrderRe(biTree.right);
   System.out.println(biTree.value);
  }
 }

用递归方法解决的问题都能用非递归实现,这是因为递归方法无非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,具体过程如下:

1.申请一个新的栈,记为stack。然后将头节点head压入栈中。

2.从stack中弹出栈顶节点,记为cur,然后打印cur节点的值,再将节点cur的右孩子(不为空的话)先压入栈中,最后将cur的左孩子(不为空的话)压入stack中。

3.不断的重复2,直到stack为空,全部过程结束。

public void preOrderUnRecur(Node head){

    System.out.println("pre-Order");
    if(head != null){
        Stack<Node> stack = new Stack<>();
        Stack.add(head);
        while(!stack.isEmpty()){
            head = stack.pop();
            System.out.println(head.value+" ");
            if(head.right != null){
                stack.push(head.right);
            }
            if(head.left != null){
                stack.push(head.left);
            }
        }
    }
    System.out.println();
}

用非递归的方式实现二叉树的中序遍历,具体过程如下:

1.申请一个新的栈,记为stack.初始时,令变量为cur = head.

2.先把cur节点压入栈中,对以cur节点为头的整颗子树来说,依次把左边界压入栈中,,即不停的令cur=cur.left,然后重复步骤2.

3.不断重复步骤2,直到发现cur为空,此时从stack中,弹出一个节点,记为node。打印node的值,并且让cur=node.right,然后继续重复步骤2.

4.当stack为空时,整个过程停止。

public void inOrderUnRecur(Node head){

    System.out.println("in-order");
    if(head != null){
        Stack<Node> stack = new Stack<>();
        while(!stack.isEmpty() || head != null){
            if(head != null){
                stack.push(head);
                head= head.left;
            }else{
                head = stack.pop();
                System.out.print(head.value+" ");
                head = head.right;
            }
        }
    }
    System.out.println();
}

用非递归的方式实现二叉树的后序遍历。

1.申请一个栈,记为s1,然后将头节点head压入s1中。

2.从s1中弹出的节点记为cur,然后依次将cur的左孩子和右孩子压入栈中。

3.在整个过程中,每一个s1中弹出的节点都放入s2中。

4.不断的重复步骤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。

public void posOrderUnRecur(Node head){
    System.out.println("pos-Order");
    if(head != null){
        Stack<Node> s1 = new Stack<Node>();
        Stack<Node> s2 = new Stack<Node>();
        s1.push(head);
        while(!s1.isEmpty()){
            head= s1.pop();
            s2.push(head);
            if(head.left !=null){
                s1.push(head.left);
            }
            if(head.right !=null){
                s2.push(head.right);
            }
        }
        while(!s2.isEmpty()){
            System.out.print(head.value+" ");
        }
    }
    System.out.println();
}

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