algorithm-base/animation-simulation/二叉树/二叉树中序遍历.md
2021-06-28 18:58:22 +08:00

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Java
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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
> 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
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
![中序遍历](https://cdn.jsdelivr.net/gh/tan45du/test@master/photo/中序遍历.7gct7ztck8k0.gif)
二叉树基础总结大家可以阅读这篇文章点我
## 迭代法
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
我们结合动画思考一下该如何借助栈来实现呢
我们来看下面这个动画
![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20210608010104232.gif)
用栈实现的二叉树的中序遍历有两个关键的地方
- 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
- 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
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
大家是不是已经知道怎么写啦下面我们看代码吧
```java
class Solution {
public List<Integer> inorderTraversal(TreeNode root) {
List<Integer> arr = new ArrayList<>();
TreeNode cur = new TreeNode(-1);
cur = root;
Stack<TreeNode> stack = new Stack<>();
while (!stack.isEmpty() || cur != null) {
//找到当前应该遍历的那个节点
while (cur != null) {
stack.push(cur);
cur = cur.left;
}
//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
TreeNode temp = stack.pop();
arr.add(temp.val);
//指向右子节点
cur = temp.right;
}
return arr;
}
}
```
### **Morris**
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
我们先来回顾一下前序遍历 Morris 方法的代码部分
**前序遍历 Morris 代码**
```java
class Solution {
public List<Integer> preorderTraversal(TreeNode root) {
List<Integer> list = new ArrayList<>();
if (root == null) {
return list;
}
TreeNode p1 = root; TreeNode p2 = null;
while (p1 != null) {
p2 = p1.left;
if (p2 != null) {
//找到左子树的最右叶子节点
while (p2.right != null && p2.right != p1) {
p2 = p2.right;
}
//添加 right 指针,对应 right 指针为 null 的情况
//标注 1
if (p2.right == null) {
list.add(p1.val);
p2.right = p1;
p1 = p1.left;
continue;
}
//对应 right 指针存在的情况,则去掉 right 指针
p2.right = null;
//标注2
} else {
list.add(p1.val);
}
//移动 p1
p1 = p1.right;
}
return list;
}
}
```
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
![image](https://cdn.jsdelivr.net/gh/tan45du/test@master/image.3h60vcjhqo80.png)
上述为前序遍历时的情况那么中序遍历应该如何操作嘞
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
我们还需要修改哪里呢见下图
![](https://cdn.jsdelivr.net/gh/tan45du/test@master/image.44fk4hw4maw0.png)
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
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);`
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
![二叉树中序](https://img-blog.csdnimg.cn/20210622155624486.gif)
![二叉树前序Morris](https://img-blog.csdnimg.cn/20210622155959185.gif)
**参考代码**
```java
//中序 Morris
class Solution {
public List<Integer> inorderTraversal(TreeNode root) {
List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
if (root == null) {
return list;
}
TreeNode p1 = root;
TreeNode p2 = null;
while (p1 != null) {
p2 = p1.left;
if (p2 != null) {
while (p2.right != null && p2.right != p1) {
p2 = p2.right;
}
if (p2.right == null) {
p2.right = p1;
p1 = p1.left;
continue;
} else {
p2.right = null;
}
}
list.add(p1.val);
p1 = p1.right;
}
return list;
}
}
```