LeetCode - 94. 二叉树的中序遍历

题目

94. 二叉树的中序遍历 - 力扣（LeetCode）

什么是中序遍历

二叉树的中序遍历是按照"左-根-右"的顺序访问二叉树中的所有节点。

具体过程：

• 先遍历左子树（递归）
• 然后访问根节点
• 最后遍历右子树（递归）

例如，对于下面的二叉树：

    1/ \2   3/ \   \
4   5   6

中序遍历的结果是：[4, 2, 5, 1, 3, 6]

遍历步骤：

• 从根节点开始，先访问左子树
• 访问节点4（左叶子）
• 访问节点2（4的父节点）
• 访问节点5（2的右子节点）
• 访问节点1（根节点）
• 访问节点3（右子节点）
• 访问节点6（3的右子节点）

递归写法

读者可能会出现的错误写法

class Solution {
public:vector<int> inorderTraversal(TreeNode* root) {vector<int> result; dfs(root,result);return result;}void dfs(TreeNode* root,vector<int> result){if(!root){return;}dfs(root->left,result);result.push_back(root->val);dfs(root->right,result);}
};

在dfs函数中，result参数是按值传递的，而不是按引用传递的，这会导致对result的修改不会保存。

每次调用dfs函数时：

1. 会创建result的一个新副本
2. 当执行result.push_back(root->val)时，只是向这个副本中添加元素
3. 递归调用子节点的dfs时，又会创建新的副本
4. 当函数返回时，这个副本被销毁，其中存储的所有节点值都消失了

正确写法

class Solution {
public:vector<int> inorderTraversal(TreeNode* root) {vector<int> result; dfs(root,result);return result;}void dfs(TreeNode* root,vector<int>& result){if(!root){return;}dfs(root->left,result);result.push_back(root->val);dfs(root->right,result);}
};

非递归写法

思路

• 沿着左子树一直深入，将所有节点压入栈中

• 当无法继续向左时，弹出栈顶节点，访问它

• 然后处理该节点的右子树

具体实现步骤：

• 创建一个空栈和一个指向当前节点的指针curr（初始为根节点）

• 当curr不为空或栈不为空时循环：

• 如果curr不为空，将curr压入栈，然后curr移动到其左子节点

• 如果curr为空，弹出栈顶节点，将其值加入结果数组，然后curr移动到其右子节点

读者可能的错误写法

class Solution {
public:vector<int> inorderTraversal(TreeNode* root) {vector<int> result;stack<TreeNode*>st;TreeNode* node = root;while(node || !st.empty()){while(node){st.push(node);node=node->left;}//将栈顶的元素放入数组中result.push_back(node->val);st.pop();node = node->right;}return result;}
};

在尝试访问node->val之前，node已经是nullptr。在内层while循环结束后，node已经是nullptr，因为循环的终止条件就是node为空。因此，在这之后直接访问node->val和node->right会导致空指针解引用错误。

正确的方法

vector<int> inorderTraversal(TreeNode* root) 
{vector<int> result;stack<TreeNode*> st;TreeNode* node = root;while(node || !st.empty()){while(node){st.push(node);node = node->left;}node = st.top();  // 先获取栈顶节点st.pop();result.push_back(node->val);node = node->right;}return result;
}