二叉树的前序遍历

递归

class TreeNode{TreeNode  left;TreeNode  right;int val;public TreeNode(){}public TreeNode(int val){ this.val = val;}public TreeNode(int val,TreeNode left,TreeNode right){this.left = left;this.right = right;this.val = val;}
}
public List<Integer> preorderTraversal(TreeNode root){List<Integer>list = new ArrayList<>();recure(root,res);return res;
}
public void recure(TreeNode root,List<Integer> res){if(root==null){return;}res.add(root.val);recure(root.left.res);recure(root.right,res);
}

迭代（栈）

本质是用栈模拟递归。每次先把该节点压入栈，把该节点的值放入集合，再把该节点的左节点压入栈。当前节点若无左节点，则从栈中弹出，再把右节点压入栈。

public List<Integer> preorderTraversal(TreeNode root){List<Integer> res = new ArrayList<>();Stack<TreeNode> stack = new Stack<>();while(root!=null || !stack.isEmpty()){if(root!=null){res.add(root.val);stack.add(root);root = root.left;}else{TreeNode x = stack.pop();root = x.right;    }}return res;}

morris 莫里斯算法（重点）

morris算法是二叉树遍历算法的进阶，该算法的空间复杂度为O(1),时间复杂度为O(n)。利用了叶子节点的空闲指针，实现空间开销的极限缩减。

morris遍历实质：对于没有左子树的结点只到达一次，对于有左子树的结点会到达两次

该树的morris遍历顺序为：1,2,4,2,5,1,3,6,3,7
1、cur先到达1节点，1有左子树，找到左子树上最右节点5，就是前驱结点pre，pre.right=1，cur左移
2、cur到达2,2有左子树，找到左子树的最右节点4，pre=4，pre.right = 2，cur左移
3、cur来到4，4没有左子树，则cur右移回到了2（cur第二次访问2），
4、cur来到2，继续找2的左子树的最右节点4，（pre为4），发现4的右指针已经指向了自己，那么就让4的右指针指向null，cur右移来到5
5、5没有左子树，则cur右移到了1
6、cur来到1，继续找1的左子树的最右节点5，发现5的右指针指向了1自己，那么就让5的右指针指向null，cur右移到3
7、cur移到3，找3的pre为6,6的右子树为null，让6的右指针指向3，cur左移到6
8、cur指向6,6没有左子树，则cur右移指向3
9、cur来到3，找3的pre为6，发现6的右指针指向3，则让pre.right=null，cur右移来到7
10、7没有左子树，cur右移指向null。遍历结束

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先序： 对于第一次到达的节点直接打印，第二次到达的节点不打印就是先序遍历

对于上面morris遍历顺序，得到的结果为1,2,4,5,3,6,7

中序：对于只能来到自己一次的节点，直接打印，能来到自己两次的节点，第二次直接打印

对于上面morris遍历顺序，得到的结果为4,2,5,1,6,3,7

算法流程为：（当前节点为cur,前驱结点为pre）

  1. 若cur节点无左子节点，则cur右移，即cur = cur.right
  2. 若cur节点有左子节点，找到左子树的最右节点pre，有两种情况：
    (1) 若pre无右子节点，则让pre的右子节点指向cur，即pre.right = cur; cur左移 cur = cur.left; (说明是第一次访问cur节点)
    (2) 若pre的右子节点为cur,则让pre.right = null，cur右移 cur = cur.right。 （说明是第二次访问cur节点，并遍历完了cur结点的左子树）
public List<Integer> preorderTraversal(TreeNode root){List<Integer> res = new ArrayList<>();TreeNode pre = null;whle(root!=null){if(root.left != null){左子树不为空 找到左子树的最右节点pre = root.left;while(pre.right!=null && pre.right!=root){pre = pre.right;}if(pre.right == null){第一次访问到root节点 此时说明root节点有子节点，根据先序遍历规则根左右，此时root是根节点，点加入列表res.add(root.val);pre.right = root;root = root.left;}else{第二次访问到root节点pre.right = null;root = root.right;}}else{左子树为空 直接遍历右子树此时说明当前节点为叶子节点，加入列表res.add(root.val);root = root.right;}}return res;
}

二叉树的中序遍历

递归

public List<Integer> inorderTraversal(TreeNode root){List<Integer>list = new ArrayList<>();recure(root,res);return res;
}
public void recure(TreeNode root,List<Integer> res){if(root==null){return;}recure(root.left.res);res.add(root.val);recure(root.right,res);
}

迭代（栈）

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

morris算法

public List<Integer> inorderTraversal(TreeNode root){List<Integer> res = new ArrayList<>();TreeNode pre = null;while(root!=null){if(root.left != null){左子树不为空，找左子树的最右节点作为前驱结点prepre = root.left;while(pre.right!=null && pre.right!=root){pre = pre.right;}if(pre.right == null){左子树的最右节点的右子节点为空 让右子节点指向当前节点说明是第一次访问该root节点pre.right = root;root = root.left;}else{pre的右子节点为root 则是第二次访问root节点把root节点加入列表res.add(root.val);pre.right = null;root = root.right;}}else{root无左子节点 第一次循环必定是该节点先加入列表 即 最左边的节点res.add(root.val);如果是叶子节点 这个right必定为root节点 即该次的root是第二次指向rootroot = root.right;}}return res;}

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