中序遍历的三种方法

94. 二叉树的中序遍历

递归法

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);
        }
    }
}      

• 时间复杂度O(n)
• 空间复杂度O(n)

栈迭代

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;
    }
}      

• 时间复杂度O(n)
• 空间复杂度O(n)

Morris算法

• 如果x无左孩子，先将x放入数组，再x = x.right
• 如果x有左孩子，找到x左子树最右的节点（左子树中序遍历的最后一个节点，x在中序遍历的前驱节点），记作predecessor

• 如果predecessor的右孩子为空，则将其右孩子指向x，然后x = x.left
• 如果predecessor的右孩子不为空，说明我们已经遍历完了x的左子树，将其右孩子置空，将x放入数组，x = x.right

• 如果x无右孩子，遍历结束

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 节点就是当前 root 节点向左走一步，然后一直向右走至无法走为止
                predecessor = root.left;
                while (predecessor.right != null && predecessor.right != root) {
                    predecessor = predecessor.right;
                }
                
                // 让 predecessor 的右指针指向 root，继续遍历左子树
                if (predecessor.right == null) {
                    predecessor.right = root;
                    root = root.left;
                }
                // 说明左子树已经访问完了，我们需要断开链接
                else {
                    res.add(root.val);
                    predecessor.right = null;
                    root = root.right;
                }
            }
            // 如果没有左孩子，则直接访问右孩子
            else {
                res.add(root.val);
                root = root.right;
            }
        }
        return res;
    }
}      

• 时间复杂度O(n)
• 空间复杂度O(1)