中序周遊的三種方法

94. 二叉樹的中序周遊

遞歸法

class Solution {
    List<Integer> res = new ArrayList<>();
    public List<Integer> inorderTraversal(TreeNode root) {
        mid(root);
        return res;
    }

    public void mid(TreeNode root){
        if(root == null){
            return;
        }
        if(root.left != null){
            mid(root.left);
        }
        res.add(root.val);
        if(root.right != null){
            mid(root.right);
        }
    }
}      

• 時間複雜度O(n)
• 空間複雜度O(n)

棧疊代

class Solution {
    public List<Integer> inorderTraversal(TreeNode root) {
        List<Integer> res = new ArrayList<Integer>();
        Deque<TreeNode> stk = new LinkedList<TreeNode>();
        while (root != null || !stk.isEmpty()) {
            while (root != null) {
                stk.push(root);
                root = root.left;
            }
            root = stk.pop();
            res.add(root.val);
            root = root.right;
        }
        return res;
    }
}      

• 時間複雜度O(n)
• 空間複雜度O(n)

Morris算法

• 如果x無左孩子，先将x放入數組，再x = x.right
• 如果x有左孩子，找到x左子樹最右的節點（左子樹中序周遊的最後一個節點，x在中序周遊的前驅節點），記作predecessor

• 如果predecessor的右孩子為空，則将其右孩子指向x，然後x = x.left
• 如果predecessor的右孩子不為空，說明我們已經周遊完了x的左子樹，将其右孩子置空，将x放入數組，x = x.right

• 如果x無右孩子，周遊結束

class Solution {
    public List<Integer> inorderTraversal(TreeNode root) {
        List<Integer> res = new ArrayList<Integer>();
        TreeNode predecessor = null;

        while (root != null) {
            if (root.left != null) {
                // predecessor 節點就是目前 root 節點向左走一步，然後一直向右走至無法走為止
                predecessor = root.left;
                while (predecessor.right != null && predecessor.right != root) {
                    predecessor = predecessor.right;
                }
                
                // 讓 predecessor 的右指針指向 root，繼續周遊左子樹
                if (predecessor.right == null) {
                    predecessor.right = root;
                    root = root.left;
                }
                // 說明左子樹已經通路完了，我們需要斷開連結
                else {
                    res.add(root.val);
                    predecessor.right = null;
                    root = root.right;
                }
            }
            // 如果沒有左孩子，則直接通路右孩子
            else {
                res.add(root.val);
                root = root.right;
            }
        }
        return res;
    }
}      

• 時間複雜度O(n)
• 空間複雜度O(1)