二叉树前序遍历算法实现
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更新于2024-09-02
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"二叉树的前序遍历是一种遍历或访问二叉树所有节点的方法,其中首先访问根节点,然后访问左子树,最后访问右子树。本资源提供了一个C++代码实现,用于解决给定一个二叉树根节点,返回其节点值的前序遍历数组。"
在计算机科学中,二叉树是一种数据结构,每个节点最多有两个子节点,通常分为左子节点和右子节点。前序遍历是二叉树遍历的一种常见方法,主要用于访问树中的所有节点。前序遍历的顺序是:
1. 访问根节点
2. 遍历左子树(如果存在)
3. 遍历右子树(如果存在)
对于给定的题目,目标是编写一个函数,接受一个二叉树的根节点,然后返回一个数组,包含按照前序遍历顺序访问的所有节点的值。
给出的C++代码实现中,定义了一个名为`Solution`的类,其中包含一个名为`preorderTraversal`的公共成员函数,该函数接收一个`TreeNode`类型的指针作为参数,表示二叉树的根节点。函数首先创建一个名为`res`的向量,用于存储前序遍历的结果。
在函数内部,使用两个指针`p1`和`p2`来遍历树。`p1`始终指向当前正在访问的节点,而`p2`用于帮助处理左子树的边界条件。当`p1`不为空时,函数执行以下操作:
1. 如果`p2`不为空且`p2->right`不为空,说明存在一个左子节点还没有被访问,因此将`p1`的值添加到结果向量`res`中,并更新`p2->right`为`p1`,以便于下次访问。
2. 如果`p2->right`为空,说明已经访问完左子树,将`p1`的值添加到`res`,然后更新`p1`为`p1->right`,继续访问右子树。
3. 如果`p1`为空,说明遍历完成,返回结果向量`res`。
这个算法使用了 Morris遍历方法,通过改变边界的链接来避免使用额外的栈或队列,从而在不牺牲空间效率的情况下进行前序遍历。这种方法对于理解和实现二叉树遍历很有帮助,因为它只需要常量级别的额外空间。
在给定的示例中,输入是一些特定形状的二叉树,输出是按照前序遍历顺序生成的节点值数组。例如,对于一个根节点为1,没有左子树,右子树为2,3的树,输出应为[1, 2, 3]。
总结来说,这个资源主要介绍了如何使用C++实现二叉树的前序遍历,通过Morris遍历方法有效地访问所有节点,而无需额外的数据结构。这对于理解和解决问题涉及到二叉树遍历的问题非常有帮助,同时也能加深对二叉树数据结构的理解。
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