144. 二叉树的前序遍历

给定一个二叉树，返回它的 前序 遍历。

示例:

输入: [1,null,2,3]  
   1
    \
     2
    /
   3 

输出: [1,2,3]

进阶:

• 递归算法很简单，你可以通过迭代算法完成吗？

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/binary-tree-preorder-traversal/
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• 创建二叉搜索树

static class TreeNode implements Comparable<TreeNode> {
        private Integer val;
        private TreeNode left;
        private TreeNode right;

        public TreeNode(int val) {
            this.val = val;
        }

        public TreeNode(int[] arr) {
            if (arr == null || arr.length == 0) throw new NullPointerException("array is empty");
            this.val = arr[0];
            TreeNode root = this;
            for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
                add(root, arr[i]);
            }
        }


        public TreeNode add(TreeNode root, Integer val) {
            if (root == null) return new TreeNode(val);
            if (val.compareTo(root.val) < 0) root.left = add(root.left, val);
            if (val.compareTo(root.val) > 0) root.right = add(root.right, val);
            return root;
        }

         @Override
        public int compareTo(TreeNode o) {
            return this.val.compareTo(o.val);
        }

• 1. 递归法

思路：

1. 先遍历二叉搜索树的根节点
2. 接下来遍历二叉搜索树的左子树
3. 最后在遍历二叉搜索树的右子树

static List<Integer> list = new ArrayList<>();
    public static List<Integer> preorderTraversal(TreeNode root) {
        if (root == null) return new ArrayList<>();
        list.add(root.val);
        preorderTraversal(root.left);
        preorderTraversal(root.right);
        return list;
    }

复杂度分析：

• 时间复杂度：O(n), 访问每个节点恰好一次，时间复杂度为 O(n)，其中 n 是节点的个数，也就是树的大小。

• 空间复杂度：O(n), n为元素数量，由于使用递归，空间复杂度可能达到O(n)

• 4. 入栈法

思路：使用栈的后进先出(LIFO)特性

1. 现将二叉搜索树的根节点压入栈中
2. 出栈栈顶元素，在依次将右子树、左子树压入栈中

public static List<Integer> preorderTraversal(TreeNode root) {
        if (root == null) return new ArrayList<>();
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        Stack<TreeNode> stack = new Stack<>();
        stack.push(root);
        while (!stack.isEmpty()) {
            TreeNode cur = stack.pop();
            list.add(cur.val);
            if (cur.right != null) stack.push(cur.right);
            if (cur.left != null) stack.push(cur.left);
        }
        return list;
    }

复杂度分析：

• 时间复杂度：O(n), 访问每个节点恰好一次，时间复杂度为 O(n)，其中 n 是节点的个数，也就是树的大小。

• 空间复杂度：O(n), n为元素数量，由于使用了栈，空间复杂度会达到O(n)

• 测试用例

public static void main(String[] args) {
         int[] arr = {1, 2, 3};
         TreeNode treeNode = new TreeNode(arr);
         List<Integer> list = preorderTraversal(treeNode);
         StringBuilder res = new StringBuilder();
         res.append("前序遍历：[");
         for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
             res.append(list.get(i));
             if (i != list.size() - 1) {
                 res.append(",");
             }
         }
         res.append("]");
         System.out.println(res.toString());
    }

• 结果

前序遍历：[1,2,3]

• 源码

• 我会每天更新新的算法，并尽可能尝试不同解法，如果发现问题请指正

• Github