最近在学习数据结构与算法,学习到二叉树时,对树的三种遍历方式理解不是很通透。后来在花费了一定功夫查阅了一些别人大佬写的文章时,有一些收获所以写下来以供参考。
1.什么是前序中序后序
总所周知,二叉树的常用遍历方式有三种,分别是前序遍历,中序遍历和后序遍历,用于按照不同的顺序访问二叉树中的节点。
前序遍历:在前序遍历中,首先访问根节点,然后递归地按照前序遍历的方式访问左子树,最后递归地按照前序遍历的方式访问右子树。顺序为「根节点 - 左子树 - 右子树」,简记为:根左右。
中序遍历:在中序遍历中,首先递归地按照中序遍历的方式访问左子树,然后访问根节点,最后递归地按照中序遍历的方式访问右子树。顺序为「左子树 - 根节点 - 右子树」,简记为:左根右。
后序遍历:在后序遍历中,首先递归地按照后序遍历的方式访问左子树,然后递归地按照后序遍历的方式访问右子树,最后访问根节点。顺序为「左子树 - 右子树 - 根节点」简记为:左右根。
(图片参考:https://blog.csdn.net/u013834525/article/details/80421684)
我们可以看出前序,中序,后序中的“前中后”反映的是根的位置,前就说明根应该在最前面即根左右,中就说明根在中间即左根右,后就说明根在三者的最后即左右根。这是我的记忆方式。
2.如何去理解
其实就简单去记忆左根右,根左右,左右根来写出遍历顺序,常常会不得要领进而导致出错,举个栗子,以中序遍历的过程为例,在G-D-H-B-A之后,若单纯记忆左根右,那么下一个遍历节点会想当然的写C,然而事实上应该遍历E。
这样其实就是犯了深度优先和广度优先的错误。
深度优先遍历(Depth-First Traversal)是一种递归的方式,它从树的根节点开始,沿着一条分支尽可能深入地遍历,直到达到某个终止条件后再回溯,继续遍历其他分支。
广度优先遍历(Breadth-First Traversal),则是从根节点开始,逐层地遍历树,先访问第一层节点,然后第二层,以此类推。这种方式可以想象成从树的顶部开始,逐层向下遍历。
而我们所说的前序,中序,后序遍历依照的是深度优先的思想,所以在访问到某一节点时,将这个节点作为“根节点”继续迭代访问,不断深入。而广度优先则是直接访问并取出,直到这一层数的节点全部被访问完。
这也就解释了为什么在本文中的中序遍历G-D-H-B-A之后,应该遍历E而不是C。
这常常解释了大部分的遍历出错的原因,但就有童鞋问了,我们怎样去理解才能保证少出这样的错误呢?
很简单,只需要记住“迭代”这两个字就行了。
以前序遍历为例,首先肯定访问A节点,根据根左右的原则,下一个应该访问B节点。
此时!很重要了,我们要将B节点看做根节点,它有没有左右子节点呢?很显然它有一个左节点D。
我们继续把D看做根节点,继续观察它有没有左右字节点,很显然它有GH左右子节点。
就这样逐层迭代我们应该遍历A-B-D-G-H。
敲黑板!下面也很重要,此时以D为根节点的子树已经全部遍历完了,所以我们回溯到上一层B,由于B节点没有右节点,所以以B为根节点的子树全部遍历完毕,我们继续回溯上一层A。
A节点有一个右节点C,根据根左右的原则,所以我们遍历C,同样我们以C节点看做根节点,看它有没有左右子节点,很显然它有EF,所以我们遍历E,记住每遍历一个节点就把它看做根节点继续观察,将E作为根节点,我们遍历I,此时已经到达最底层,以E为根节点的子树全部遍历完,我们回溯到上一层C此时我们访问F,所以顺序是A-B-D-G-H-C-E-I-F。
相信你已经听懂了一些,我们继续来看中序遍历。
中序遍历是左根右,记住根前面是左,根后面是右就行。
以A为根节点,有BC两个子节点,根据左根右,根前面是左节点,所以我们不能先遍历A而是先看B,这时以B看做根节点,继续观察,它有左节点D,以D为根节点继续观察,它有子节点GH,根据左根右,任何子树的根节点都不能在左节点前面,所以我们第一个遍历的是G!然后是D-H,此时以D为根节点的子树已经全部遍历,回溯上一层,把D、G、H看做一个整体作为B的左节点,根据左根右,我们应该遍历B,此时以B为根节点的子树已经全部遍历,回溯上一层A,根据左根右,我们遍历A。
此时很重要,我们将C看做根节点,观察是否有左右子节点,由于根必须在中间,所以我们继续观察E(左子节点),以E为根节点,发现E没有左节点,所以遍历E-I,根据深度优先思想,我们已经到达最后一层,所以回溯,以E为根节点的子树已经全部遍历,回到C,我们就遍历C-F,所以最终顺序是G-D-H-B-A-E-I-C-F。