[数据结构]二叉树的遍历（递归与非递归）_二叉树层次遍历递归

目录

一：递归思路

1.前序遍历

2.中序遍历

3.后序遍历

 二：子问题思路

1.前序遍历

2.中序遍历

3.后序遍历

 三：非递归思路（利用栈和队列的特性）

1.前序遍历

2.中序遍历

3.后序遍历

4.层序遍历

一：递归思路

1.前序遍历

    public void preOrder(TreeNode root) {
        // 1. 如果是一棵空树，就直接返回
        if (root == null) {
            return;
        }
        // 2. 处理根节点
        System.out.print(root.value + " ");
        // 3. 处理左子树
        preOrder(root.left);
        // 4. 处理右子树
        preOrder(root.right);
    }

2.中序遍历

     */
    public void inOrder(TreeNode root) {
        // 1. 如果是一棵空树，就直接返回
        if (root == null) {
            return;
        }
        // 2.先处理左子树
        inOrder(root.left);
        // 3.处理根节点，打印操作
        System.out.print(root.value + " ");
        // 4. 处理右子树
        inOrder(root.right);
    }

3.后序遍历

 public void postOrder(TreeNode root) {
        // 1. 如果是一棵空树，就直接返回
        if (root == null) {
            return;
        }
        // 2. 处理左子树
        postOrder(root.left);
        // 3. 处理右子树
        postOrder(root.right);
        // 4. 处理根节点，打印操作
        System.out.print(root.value + " ");
    }

 二：子问题思路

1.前序遍历

 public List<Integer> preorder(TreeNode root) {
        // 1.先定义一个这棵树节点的集合
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        if (root == null) {
            return list;
        }
        // 2. 现在是前序遍历规则，先把根节点的值，加入到集合
        list.add(root.value);
        // 3. 处理左子树
        List<Integer> leftList = preorder(root.left);
        // 4. 把左子树的集合合并到当前整棵树的集合中
        list.addAll(leftList);
        // 5. 处理右子树
        List<Integer> rightList = preorder(root.right);
        // 6. 把右子树的集合合并到当前整棵树的集合中
        list.addAll(rightList);
        // 7. 返回最终的结果集合
        return list;
    }

2.中序遍历

 public List<Integer> inorder(TreeNode root) {
        // 1.先定义一个这棵树节点的集合
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        if (root == null) {
            return list;
        }
        // 2. 处理左子树
        List<Integer> leftList = inorder(root.left);
        // 3. 把左子树的集合合并到当前整棵树的集合中
        list.addAll(leftList);
        //4. 现在是中序遍历规则，把根节点的值，加入到集合
        list.add(root.value);
        // 5. 处理右子树
        List<Integer> rightList = inorder(root.right);
        // 6. 把右子树的集合合并到当前整棵树的集合中
        list.addAll(rightList);
        // 7. 返回最终的结果集合
        return list;
    }

3.后序遍历

 public void postOrder(TreeNode root) {
          // 1.先定义一个这棵树节点的集合
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        if (root == null) {
            return list;
        }
        // 2. 处理左子树
        List<Integer> leftList = postorder(root.left);
        // 3. 把左子树的集合合并到当前整棵树的集合中
        list.addAll(leftList);
        // 5. 处理右子树
        List<Integer> rightList = postorder(root.right);
        // 6. 把右子树的集合合并到当前整棵树的集合中
        list.addAll(rightList);
        //7. 现在是后序遍历规则，最后把根节点的值，加入到集合
        list.add(root.value);
        // 8. 返回最终的结果集合
        return list;
    }

 三：非递归思路（利用栈和队列的特性）

1.前序遍历

   
    public List<Integer> preorderTraversal(TreeNode root) {
             List<Integer> list=new ArrayList<>();
             Stack<TreeNode> stack=new Stack<>();
             if(root==null){
                 return list;
             }
             stack.push(root);
             while(!stack.isEmpty()){
                 TreeNode tmp=stack.pop();
                  if(tmp.right!=null){
                      stack.push(tmp.right);
                  }
               //利用栈的特性，先把右节点压入栈底，保证左节点始终先出栈
                  if(tmp.left!=null){
                      stack.push(tmp.left);
                      
                  }
                  list.add(tmp.val);
             }
 
             return list;
    }
 

2.中序遍历

public List<Integer> inorderTraversal(TreeNode root) {
         List<Integer> list=new ArrayList<>();
             Stack<TreeNode> stack=new Stack<>();
             if(root==null){
                 return list;
             }
             while(root!=null||!stack.isEmpty()){ 
                 
                  while(root!=null){
                 stack.push(root);
                 root=root.left;
             }
                  TreeNode tmp=stack.pop();
                  list.add(tmp.val);
                 root=tmp.right;
              }
             return list;
 
    }

3.后序遍历

 public List<Integer> postorderTraversal(TreeNode root) {
         List<Integer> list=new ArrayList<>();
           //使用两个栈
             Stack<TreeNode> stack1=new Stack<>();
             Stack<TreeNode> stack2=new Stack<>();
             if(root==null){
                 return list;
             }
             stack1.push(root);
            while(!stack1.isEmpty()){
               TreeNode tmp=stack1.pop();
               stack2.push(tmp);
             if(tmp.left!=null){
               stack1.push(tmp.left);
             }
             if(tmp.right!=null){
             stack1.push(tmp.right);
             }
        }
        while(!stack2.isEmpty()){  
          list.add(stack2.pop().val);
        }
    return list;
    }

4.层序遍历

    public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {
      List<List<Integer>>  list1=new ArrayList<>();
        if(root==null){
            return list1;
        }
        Queue<TreeNode> queue=new LinkedList<>();
        queue.offer(root);
        while(!queue.isEmpty()){
            int size=queue.size();
            List<Integer> list2=new ArrayList<>();
            for(int i=1;i<=size;i++){
                //出队列
                TreeNode tmp=queue.poll();
                if(tmp.left!=null){
                    queue.offer(tmp.left);
                }
                if(tmp.right!=null){
                    queue.offer(tmp.right);
                }
                list2.add(tmp.val);
            }
            list1.add(list2);
        }
        return list1;
    }