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哈喽大家好,我是厨子,之前我们说了二叉树前序遍历的迭代法和 Morris,今天咱们写一下中序遍历的迭代法和 Morris。
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> 注:数据结构掌握不熟练的同学,阅读该文章之前,可以先阅读这两篇文章,二叉树基础,前序遍历另外喜欢电脑阅读的同学,可以在小屋后台回复仓库地址,获取 Github 链接进行阅读。
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中序遍历的顺序是, `对于树中的某节点,先遍历该节点的左子树, 然后再遍历该节点, 最后遍历其右子树`。老规矩,上动画,我们先通过动画回忆一下二叉树的中序遍历。
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![中序遍历](https://cdn.jsdelivr.net/gh/tan45du/test@master/photo/中序遍历.7gct7ztck8k0.gif)
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注:二叉树基础总结大家可以阅读这篇文章,点我。
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## 迭代法
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我们二叉树的中序遍历迭代法和前序遍历是一样的,都是借助栈来帮助我们完成。
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我们结合动画思考一下,该如何借助栈来实现呢?
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我们来看下面这个动画。
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![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20210608010104232.gif)
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用栈实现的二叉树的中序遍历有两个关键的地方。
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- 指针不断向节点的左孩子移动,为了找到我们当前需要遍历的节点。途中不断执行入栈操作
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- 当指针为空时,则开始出栈,并将指针指向出栈节点的右孩子。
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这两个关键点也很容易理解,指针不断向左孩子移动,是为了找到我们此时需要节点。然后当指针指向空时,则说明我们此时已经找到该节点,执行出栈操作,并将其值存入 list 即可,另外我们需要将指针指向出栈节点的右孩子,迭代执行上诉操作。
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大家是不是已经知道怎么写啦,下面我们看代码吧。
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```java
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class Solution {
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public List<Integer> inorderTraversal(TreeNode root) {
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List<Integer> arr = new ArrayList<>();
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TreeNode cur = new TreeNode(-1);
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cur = root;
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Stack<TreeNode> stack = new Stack<>();
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while (!stack.isEmpty() || cur != null) {
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//找到当前应该遍历的那个节点
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while (cur != null) {
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stack.push(cur);
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cur = cur.left;
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}
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//此时指针指向空,也就是没有左子节点,则开始执行出栈操作
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TreeNode temp = stack.pop();
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arr.add(temp.val);
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//指向右子节点
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cur = temp.right;
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}
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return arr;
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}
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}
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```
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### **Morris**
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我们之前说过,前序遍历的 Morris 方法,如果已经掌握,今天中序遍历的 Morris 方法也就没有什么难度,仅仅修改了一丢丢。
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我们先来回顾一下前序遍历 Morris 方法的代码部分。
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**前序遍历 Morris 代码**
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```java
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class Solution {
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public List<Integer> preorderTraversal(TreeNode root) {
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List<Integer> list = new ArrayList<>();
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if (root == null) {
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return list;
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}
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TreeNode p1 = root; TreeNode p2 = null;
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while (p1 != null) {
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p2 = p1.left;
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if (p2 != null) {
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//找到左子树的最右叶子节点
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while (p2.right != null && p2.right != p1) {
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p2 = p2.right;
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}
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//添加 right 指针,对应 right 指针为 null 的情况
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//标注 1
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if (p2.right == null) {
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list.add(p1.val);
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p2.right = p1;
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p1 = p1.left;
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continue;
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}
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//对应 right 指针存在的情况,则去掉 right 指针
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p2.right = null;
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//标注2
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} else {
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list.add(p1.val);
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}
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//移动 p1
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p1 = p1.right;
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}
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return list;
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}
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}
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```
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我们先来看标注 1 的部分,这里的含义是,当找到 p1 指向节点的左子树中的最右子节点时。也就是下图中的情况,此时我们需要将 p1 指向的节点值,存入 list。
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![image](https://cdn.jsdelivr.net/gh/tan45du/test@master/image.3h60vcjhqo80.png)
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上述为前序遍历时的情况,那么中序遍历应该如何操作嘞。
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前序遍历我们需要移动 p1 指针,`p1 = p1.left` 这样做的原因和上述迭代法原理一致,找到我们当前需要遍历的那个节点。
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我们还需要修改哪里呢?见下图
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![](https://cdn.jsdelivr.net/gh/tan45du/test@master/image.44fk4hw4maw0.png)
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我们在前序遍历时,遇到 `p2.right == p1`的情况时,则会执行 `p2.right == null` 并让 `p1 = p1.right`,这样做是因为,我们此时 p1 指向的值已经遍历完毕,为了防止重复遍历。
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但是呢,在我们的中序 Morris 中我们遇到`p2.right == p1`此时 p1 还未遍历,所以我们需要在上面两条代码之间添加一行代码`list.add(p1.val);`
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好啦,到这里我们就基本上就搞定了中序遍历的 Morris 方法,下面我们通过动画来加深一下印象吧,当然我也会把前序遍历的动画放在这里,大家可以看一下哪里有所不同。
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![二叉树中序](https://img-blog.csdnimg.cn/20210622155624486.gif)
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![二叉树前序Morris](https://img-blog.csdnimg.cn/20210622155959185.gif)
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**参考代码:**
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```java
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//中序 Morris
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class Solution {
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public List<Integer> inorderTraversal(TreeNode root) {
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List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
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if (root == null) {
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return list;
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}
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TreeNode p1 = root;
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TreeNode p2 = null;
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while (p1 != null) {
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p2 = p1.left;
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if (p2 != null) {
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while (p2.right != null && p2.right != p1) {
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p2 = p2.right;
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}
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if (p2.right == null) {
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||
p2.right = p1;
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||
p1 = p1.left;
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||
continue;
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||
} else {
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p2.right = null;
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||
}
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||
}
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||
list.add(p1.val);
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||
p1 = p1.right;
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||
}
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||
return list;
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||
}
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}
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```
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