C++ 非遞歸實現二叉樹的前中后序遍歷

更新時間：2021年11月23日 15:19:40 作者：2021dragon

本文將結合動畫和代碼演示如何通過C++ 非遞歸實現二叉樹的前中后序的遍歷，代碼具有一定的價值，感興趣的同學可以學習一下

二叉樹的前序遍歷

在不使用遞歸的方式遍歷二叉樹時，我們可以使用一個棧模擬遞歸的機制。二叉樹的前序遍歷順序是：根 → 左子樹 → 右子樹，我們可以先將二叉樹的左路結點入棧，在入棧的同時便對其進行訪問，此時就相當于完成了根和左子樹的訪問，當左路結點入棧完畢后再從棧頂依次取出結點，并用同樣的方式訪問其右子樹即可。

具體步驟如下：

將左路結點入棧，入棧的同時訪問左路結點。
取出棧頂結點top。
準備訪問top結點的右子樹。

struct TreeNode {
    int val;
    TreeNode *left;
    TreeNode *right;
    TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
    TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
    TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
};
class Solution {
public:
	//前序遍歷
	vector<int> preorderTraversal(TreeNode* root) {
		stack<TreeNode*> st; //輔助棧
		vector<int> ret; //用于存放前序遍歷的結果
		TreeNode* cur = root;
		while (cur || !st.empty())
		{
			//1、將左路結點入棧，入棧的同時訪問左路結點
			while (cur)
			{
				st.push(cur);
				ret.push_back(cur->val);
				cur = cur->left;
			}
			//2、取出棧頂結點
			TreeNode* top = st.top();
			st.pop();
			//3、準備訪問其右子樹
			cur = top->right;
		}
		return ret; //返回前序遍歷結果
	}
};

二叉樹的中序遍歷

二叉樹的中序遍歷順序是：左子樹 → 根 → 右子樹，我們可以先將二叉樹的左路結點入棧，當左路結點入棧完畢后，再從棧頂依次取出結點，在取出結點的同時便對其進行訪問，此時就相當于先訪問了左子樹再訪問了根，之后再用同樣的方式訪問取出結點的右子樹即可。

具體步驟如下：

將左路結點入棧。
取出棧頂結點top并訪問。
準備訪問top結點的右子樹。

struct TreeNode {
    int val;
    TreeNode *left;
    TreeNode *right;
    TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
    TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
    TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
};
class Solution {
public:
	//中序遍歷
	vector<int> inorderTraversal(TreeNode* root) {
		stack<TreeNode*> st; //輔助棧
		vector<int> ret; //用于存放中序遍歷的結果
		TreeNode* cur = root;
		while (cur || !st.empty())
		{
			//1、將左路結點入棧
			while (cur)
			{
				st.push(cur);
				cur = cur->left;
			}
			//2、取出棧頂結點并訪問
			TreeNode* top = st.top();
			st.pop();
			ret.push_back(top->val);
			//3、準備訪問其右子樹
			cur = top->right;
		}
		return ret; //返回中序遍歷結果
	}
};

二叉樹的后序遍歷

二叉樹的后序遍歷順序是：左子樹 → 右子樹 → 根，我們可以先將二叉樹的左路結點入棧，當左路結點入棧完畢后，再觀察棧頂結點，若棧頂結點的右子樹為空，或棧頂結點的右子樹已經被訪問過了，則棧頂結點可以出棧并訪問，若棧頂結點的右子樹還未被訪問，則用同樣的方式訪問棧頂結點的右子樹，直到其右子樹被訪問后再訪問該結點，這時的訪問順序遵循了二叉樹的后序遍歷所要求的順序。

具體步驟如下：

將左路結點入棧。
觀察棧頂結點top。
若top結點的右子樹為空，或top結點的右子樹已經訪問過了，則訪問top結點。訪問top結點后將其從棧中彈出，并更新上一次訪問的結點為top。
若top結點的右子樹還未被訪問，則準備訪問其右子樹。

struct TreeNode {
    int val;
    TreeNode *left;
    TreeNode *right;
    TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
    TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
    TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
};
class Solution {
public:
	//后序遍歷
	vector<int> postorderTraversal(TreeNode* root) {
		stack<TreeNode*> st; //輔助棧
		vector<int> ret; //用于存放后序遍歷的結果
		TreeNode* cur = root;
		TreeNode* prev = nullptr; //記錄上一次訪問的結點
		while (cur || !st.empty())
		{
			//1、將左路結點入棧
			while (cur)
			{
				st.push(cur);
				cur = cur->left;
			}
			//2、取出棧頂結點
			TreeNode* top = st.top();
			//3、若取出結點的右子樹為空，或右子樹已經訪問過了，則訪問該結點
			if (top->right == nullptr || top->right == prev)
			{
				//訪問top結點后將其從棧中彈出
				st.pop();
				ret.push_back(top->val);
				//更新上一次訪問的結點為top
				prev = top;
			}
			else //4、若取出結點的右子樹還未被訪問，則準備訪問其右子樹
			{
				cur = top->right;
			}
		}
		return ret; //返回后序遍歷結果
	}
};

注意：看動圖演示時請結合所給代碼，動圖是嚴格按照代碼的邏輯制作的。

到此這篇關于C++ 非遞歸實現二叉樹的前中后序遍歷的文章就介紹到這了,更多相關二叉樹前中后序遍歷內容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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