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练习题:二叉树的后续遍历

原题地址:145. 二叉树的后序遍历

题目描述:

给你一棵二叉树的根节点 root ,返回其节点值的后序遍历数组。

二叉树的三种遍历方法的考查顺序一致,只是输出顺序不一样:

前序遍历:遍历到一个节点后,即刻输出该节点的值,并继续遍历其左右子树。输出顺序:根、左、右

中序遍历:遍历到一个节点后,将其暂存,遍历完左子树后,再输出该节点的值,然后遍历右子树。输出顺序:左、根、右

后序遍历:考察到一个节点后,将其暂存,遍历完左右子树后,再输出该节点的值。输出顺序:左、右、根

示例1:

1
输入:root = [1, null, 2, 3]
2
输出:[3, 2, 1]

示例2:

1
输入:root = [1, 2, 3, 4, 5, null, 8, null, null, 6, 7, 9]
2
输出:[4, 6, 7, 5, 2, 9, 8, 3, 1]

解题思路

语法基础 -> 8、迭代

在迭代章节中,我们学习了使用栈来模拟递归的过程。因此,无论是前序遍历、中序遍历还是后序遍历,我们都可以使用栈来实现。并且执行的过程都是一样的,只是输出顺序不同

因此,我们首先依然是定义一个栈数组,用于帮助使用迭代来模拟栈的顺序,然后定义一个结果数组,用于存储输出结果

1
const stack: TreeNode[] = []
2
const res: number[] = []

然后需要按照栈的循序依次将节点压入栈中,在判断到节点没有任何子节点之后,再弹出栈中。

1
const stack = []
2
// 将根节点压入栈中
3
stack.push(root)
4
root.x = true // 标记节点是否已经访问过
5
// 遍历栈,遍历的结束条件为栈数组被清空
6
while(stack.length !== 0) {
7
const top = stack[stack.length - 1]
8
9
// 先左边入栈、再右边入栈
10
if (top.left && !top.left.x) {
11
stack.push(top.left)
12
top.left.x = true
13
} else if (top.right && !top.right.x) {
14
stack.push(top.right)
15
top.right.x = true
16
} else {
17
// 如果节点没有任何子节点,则弹出栈中
18
stack.pop()
19
}
20
}

记录了执行过程之后,表示每个节点实际上我们都执行到位了,我们接下来需要做的就是在合适的时候,把对应的节点值记录到结果数组中。先序是在入栈的时候记录,而后序则是在节点出栈的时候记录。

所以,最终完整的代码如下所示

answer1.ts
1
class TreeNode {
2
val: number
3
left: TreeNode | null
4
right: TreeNode | null
5
constructor(val?: number, left?: TreeNode | null, right?: TreeNode | null) {
6
this.val = (val===undefined ? 0 : val)
7
this.left = (left===undefined ? null : left)
8
this.right = (right===undefined ? null : right)
9
}
10
}
11
12
function preorderTraversal(root) {
13
const res = []
14
if (!root) {
15
return res
16
}
17
// 定义栈数组
18
const stack = []
19
// 将根节点压入栈中
20
stack.push(root)
21
root.x = true // 标记节点是否已经访问过
22
// 遍历栈,遍历的结束条件为栈数组被清空
23
while(stack.length !== 0) {
24
const top = stack[stack.length - 1]
25
26
if (top.left && !top.left.x) {
27
stack.push(top.left)
28
top.left.x = true
29
} else if (top.right && !top.right.x) {
30
stack.push(top.right)
31
top.right.x = true
32
} else {
33
const node = stack.pop()
34
res.push(node.val)
35
}
36
}
37
38
return res
39
};

我的这种思路是严格按照栈的思路来解决的,所以代码比较中规中矩。但是我们可以通过魔改入栈的顺序来简化代码,不过这会带来理解上的困难。其他方式大家可以参考评论区,我这里就不再赘述。

例如,下面这种解法,通过定义一个 current 指针来记录当前节点,在逻辑的控制上,current 指针的移动顺序与栈的顺序一致,然后通过 lastNode 来记录上一次出栈的节点,从而判断当前节点是否有右节点,有则压栈,否则记录节点信息并出栈。

同样在出栈时,按照后序遍历的顺序来记录节点信息。

answer2.ts
1
var postorderTraversal = function(root) {
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const stack = []
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let current = root
4
let lastNode = null
5
let result = []
6
while(stack.length || current){
7
// 压入当前节点
8
if(current){
9
stack.push(current)
10
current = current.left
11
}else{
12
const node = stack[stack.length-1]
13
// 取栈顶的节点,判断是否有右节点,有则压栈(注意是否已经遍历过了)
14
if(node.right&&node.right !== lastNode) {
15
current = node.right
16
} else {
17
// 记录节点信息并且出栈
18
result.push(node.val)
19
lastNode = stack.pop()
20
}
21
}
22
}
23
return result
24
};
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