先序遍历二叉树。利用栈实现非递归算法

先序遍历二叉树的顺序是：根节点 -> 左子树 -> 右子树。非递归算法需要借助栈来保存遍历过程中的节点信息，具体实现步骤如下：

1. 定义一个栈，将根节点入栈。
2. 循环执行以下操作，直到栈为空：
a. 弹出栈顶节点，并输出该节点的值。
b. 如果该节点存在右子树，则将右子树压入栈。
c. 如果该节点存在左子树，则将左子树压入栈。

以下是代码实现：

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

def preorder_traversal(root: TreeNode):
    if not root:
        return []
    stack = [root]
    res = []
    while stack:
        node = stack.pop()
        res.append(node.val)
        if node.right:
            stack.append(node.right)
        if node.left:
            stack.append(node.left)
    return res

时间复杂度为 $O(n)$，空间复杂度为 $O(n)$。其中，$n$ 为二叉树的节点个数。