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二叉树前序遍历、中序遍历、后序遍历

程序员文章站 2024-01-15 22:22:10
...

什么叫前序、后序、中序?

一棵二叉树由根结点、左子树和右子树三部分组成,若规定 D、L、R 分别代表遍历根结点、遍历左子树、遍历右子树,则二叉树的遍历方式有 6 种:DLR、DRL、LDR、LRD、RDL、RLD。由于先遍历左子树和先遍历右子树在算法设计上没有本质区别,所以,只讨论三种方式:

DLR–前序遍历(根在前,从左往右,一棵树的根永远在左子树前面,左子树又永远在右子树前面 )

LDR–中序遍历(根在中,从左往右,一棵树的左子树永远在根前面,根永远在右子树前面)

LRD–后序遍历(根在后,从左往右,一棵树的左子树永远在右子树前面,右子树永远在根前面)

需要注意几点:

  1. 根是相对的,对于整棵树而言只有一个根,但对于每棵子树而言,又有自己的根。比如对于下面三个图,对于整棵树而言,A是根,A分别在最前面、中间、后面被遍历到。而对于D,它是G和H的根,对于D、G、H这棵小树而言,顺序分别是DGH、GDH、GHD;对于C,它是E和F的根,三种排序的顺序分别为:CEF、ECF、EFC。是不是根上面的DLR、LDR、LRD一模一样呢~~
  2. 整棵树的起点,就如上面所说的,从A开始,前序遍历的话,一棵树的根永远在左子树前面,左子树又永远在右子树前面,你就找他的起点好了。
  3. 二叉树结点的先根序列、中根序列和后根序列中,所有叶子结点的先后顺序一样
  4. 建议看看文末第3个参考有趣详细的推导
    二叉树前序遍历、中序遍历、后序遍历

JAVA的前中后序实现:递归

/**
 * 前序遍历
 */
public void preOrder(TreeNode root) {
    if (root == null) {
        return;
    }
    // 打印根节点->左结点->右节点
    System.out.println(root.val);
    preOrder(root.left);
    preOrder(root.right);
}

/**
 * 中序遍历
 */
public void middleOrder(TreeNode root) {
    if (root == null) {
        return;
    }
    // 打印左节点->根结点->右节点
    preOrder(root.left);
    System.out.println(root.val);
    preOrder(root.right);
}

/**
 * 后序遍历
 */
public void postOrder(TreeNode root) {
    if (root == null) {
        return;
    }
    // 打印左节点->右节点->根节点
    preOrder(root.left);
    preOrder(root.right);
    System.out.println(root.val);
}

public class TreeNode {
    int val;
    TreeNode left;
    TreeNode right;
    TreeNode(){}
    TreeNode(int val){ this.val = val;}
    TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right){
        this.val = val;
        this.left = left;
        this.right = right;
    }
}

递归是最容易想到和理解的解法。还有一种迭代的写法,本质上和递归是一样的。区别在于递归隐式地维护了一个栈,而迭代的时候需要我们显式地将这个栈模拟出来。
递归和迭代的时间复杂度:O(N),空间复杂度:O(N)(最坏的情况,二叉树为一条线的时,完美的二叉树为O(logN))。