Tree Traversal（树的遍历）

（一）Binary Tree Preorder Traversal 

https://leetcode.com/problems/binary-tree-preorder-traversal/description/

题目：给定二叉树，返回其前序遍历（根左右）；

解答：使用栈或者递归；

代码：

*************栈****************

class Solution {
    public List preorderTraversal(TreeNode root) {
        List res = new ArrayList<>();
        Stack stack = new Stack<>();
        stack.push(root);
        
        if (root == null) {
            return res;
        }
        
        while (!stack.isEmpty()) {
            TreeNode node = stack.pop();
            res.add(node.val);
            
            if (node.right != null) {
                stack.push(node.right);
            }
            if (node.left != null) {
                stack.push(node.left);
            }
        }
        return res;
    }
}

************递归***************

class Solution {
    public List preorderTraversal(TreeNode root) {
        List res = new ArrayList<>();
        recursion(res, root);
        return res;
    }
    
    private void recursion(List list, TreeNode node) {
        if (node == null) {
            return;
        }
        
        list.add(node.val);
        if (node.left != null) {
            recursion(list, node.left);
        }
        if (node.right != null) {
            recursion(list, node.right);
        }
    }
}

（二）Binary Tree Inorder Traversal 

https://leetcode.com/problems/binary-tree-inorder-traversal/description/

题目：给定二叉树，返回其中序遍历（左根右）；

解答：使用栈；

代码：

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

（三）Binary Tree Postorder Traversal 

https://leetcode.com/problems/binary-tree-postorder-traversal/description/

题目：给定二叉树，返回其后序遍历（左右根）；

解答：使用栈或者递归；

代码：

**********************递归*************************

class Solution {
    public List postorderTraversal(TreeNode root) {
        List res = new ArrayList<>();
        
        if (root == null) {
            return res;
        }
        
        res.addAll(postorderTraversal(root.left));
        res.addAll(postorderTraversal(root.right));
        res.add(root.val);
        return res;
    }
}

***********************栈*******************************

class Solution {
    public List postorderTraversal(TreeNode root) {
        List res = new ArrayList<>();
        
        if (root == null) {
            return res;
        }
        
        Stack stack = new Stack<>();
        stack.push(root);
        TreeNode prev = null;
        
        while (!stack.isEmpty()) {
            TreeNode curr = stack.peek();
            if (prev == null || prev.right == curr || prev.left == curr) {
                if (curr.left != null) {
                    stack.push(curr.left);
                } else if (curr.right != null) {
                    stack.push(curr.right);
                }
            } else if (curr.left == prev) {
                if (curr.right != null) {
                   stack.push(curr.right);
                }
                
            } else {
                res.add(curr.val);
                stack.pop();
            }
            prev = curr;
        }
        
        return res;
    }
}

(四）Binary Search Tree Iteration

https://leetcode.com/problems/binary-search-tree-iterator/description/

题目：实现二叉查找树迭代器，next()返回下一个最小值。要求next()和hasNext()函数的时间、空间复杂度分别为O(1)和O(h)，h表示树的高度；

解答：（二叉查找树为有序二叉树，左节点均小于根节点，右节点均大于根节点）因此，最小的数即为最左的节点。

             1、将二叉树中所有左节点压入栈中（初始化）；

             2、若栈为空， hasNext返回真；

             3、当前栈的最上面元素pop出来，即为下一个最小值；此时需要判断pop出的节点是否存在左子树，若存在，则需要将其左子树的所有左节点pop入栈（为下一个最小值做                    准备）。

代码：

public class BSTIterator {
    Stack stack = new Stack<>();


    public BSTIterator(TreeNode root) {
        addAllLeft(root);
    }


    /** @return whether we have a next smallest number */
    public boolean hasNext() {
        return !stack.isEmpty();
    }


    /** @return the next smallest number */
    public int next() {
        TreeNode node = stack.pop();
        if (node.right != null) {
            addAllLeft(node.right);
        }
        return node.val;
    }
    
    private void addAllLeft(TreeNode node) {
        while (node != null) {
            stack.push(node);
            node = node.left;
        }
    }
}