2025/8/20 二叉樹的統一迭代法

方法一：空指針標記法

1. 迭代法前序遍歷

① 空指針標記法

class TreeNode:
    def __init__(self, val=0, left=None, right=None):
        self.val = val
        self.left = left
        self.right = right

class Solution:
    def preorderTraversal(self, root: TreeNode) -> List[int]:
        if not root:
            return []

        result = []
        st = [root]
        while st:
            node = st.pop()
            if node != None:
                if node.right:
                    st.append(node.right)
                if node.left:
                    st.append(node.left)
                st.append(node)
                st.append(None)
            else:
                node = st.pop()
                result.append(node.val)
        return result

② 前序遍歷寫法（推薦寫法）
更簡單清晰，非空指針標記法

class Solution:
    def preorderTraversal(self, root: TreeNode) -> List[int]:
        if not root:
            return []

        result = []
        st = [root]
        while st:
            node = st.pop()
            result.append(node.val)

            if node.right:
                st.append(node.right)

            if node.left:
                st.append(node.left)
        return st

2.迭代法中序遍歷（空指針標記法）

class TreeNode:
    def __init__(self, val=0, left=None, right=None):
        self.val=val
        self.left=left
        self.right=right

class Solution:
    def inorderTraversal(self, root: Optional[TreeNode]) -> List[int]:
        if not root:
            return []

        st = [root]
        result = []
        while st:
            node = st.pop()
            if node is not None:
                if node.right:
                    st.append(node.right)
                    
                st.append(node)
                st.append(None)
                
                if node.left:
                    st.append(node.left)
            else:
                node = st.pop()
                result.append(node.val)
        return result

3.迭代法后序遍歷（空指針標記法）

# Definition for a binary tree node.
# class TreeNode:
#     def __init__(self, val=0, left=None, right=None):
#         self.val = val
#         self.left = left
#         self.right = right
class Solution:
    def postorderTraversal(self, root: Optional[TreeNode]) -> List[int]:
        if not root:
            return []
        
        result = []
        st = [root]
        while st:
            node = st.pop()
            if node is not None:
                st.append(node)
                st.append(None)
                if node.right:
                    st.append(node.right)
                if node.left:
                    st.append(node.left)
            else:
                node = st.pop()
                result.append(node.val)
        return result

方法二：boolean標記法

1. 中序遍歷，統一迭代（boolean 標記法）：

# class TreeNode:
#     def __init__(self, val=0, left=None, right=None):
#         self.val = val
#         self.left = left
#         self.right = right

class Solution:
    def inorderTraversal(self, root: Optional[TreeNode]) -> List[int]:
        values = []
        st = [(root, False)] if root else []

        while st:
            node, visited = st.pop()

            if visited:
                values.append(node.val)
                continue
            
            if node.right:
                st.append((node.right, False))
            
            st.append((node, True))

            if node.left:
                st.append((node.left, False))
        return values

知識點：

① Python 中 (a, b) 是什么數據結構？

是 Python 中的元組（tuple），它是一種不可變的序列類型，類似于 C++ 里的 pair。

特點：

屬性	說明
用圓括號 `()` 表示	`(a, b, c)` 是一個三元組
元素可以不同類型	(1, "hello", True)
不可變	創建后不能修改其中的值
可解包	a, b = (1, 2) 直接賦值
支持索引	(1, 2)[0] == 1

② continue 在這里的作用？

立即跳出本輪 while 循環，進入下一輪循環。

2. 后序遍歷，統一迭代（boolean 標記法）：

# Definition for a binary tree node.
# class TreeNode:
#     def __init__(self, val=0, left=None, right=None):
#         self.val = val
#         self.left = left
#         self.right = right
class Solution:
    def postorderTraversal(self, root: Optional[TreeNode]) -> List[int]:
        values = []
        st = [(root, False)] if root else []

        while st:
            node, visited = st.pop()

            if visited:
                values.append(node.val)
                continue
            
            st.append((node, True))
            
            if node.right:
                st.append((node.right, False))
            
            if node.left:
                st.append((node.left, False))
        return values

posted on 2025-08-20 18:01 axuu 閱讀(10) 評論(0) 收藏舉報

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