刻意練習：LeetCode實戰 -- Task22. 二叉樹的中序遍歷

背景

本篇圖文是LSGO軟件技術團隊組織的 第二期基礎算法（Leetcode）刻意練習訓練營 的打卡任務。本期訓練營採用分類別練習的模式，即選擇了五個知識點（數組、鏈表、字符串、樹、貪心算法），每個知識點選擇了 三個簡單、兩個中等、一個困難 等級的題目，共計三十道題，利用三十天的時間完成這組刻意練習。

本次任務的知識點：樹

樹 是一種抽象數據類型（ADT）或是實現這種抽象數據類型的數據結構，用來模擬具有樹狀結構性質的數據集合。它是由 n(n>0) 個有限節點組成的一個具有層次關係的集合。

把它叫做「樹」是因爲它看起來像一棵倒掛的樹，也就是說它是根朝上，而葉朝下的。

它具有以下的特點：

• 每個節點都只有有限個子節點或無子節點；
• 沒有父節點的節點稱爲根節點；
• 每一個非根節點有且只有一個父節點；
• 除了根節點外，每個子節點可以分爲多個不相交的子樹；
• 樹裏面沒有環路。

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題目

• 題號：94
• 難度：中等
• https://leetcode-cn.com/problems/binary-tree-inorder-traversal/

給定一個二叉樹，返回它的中序 遍歷。

示例:

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

輸出: [1,3,2]

進階: 遞歸算法很簡單，你可以通過迭代算法完成嗎？

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實現

第一種：利用棧模擬遞歸

• 執行結果：通過
• 執行用時：284 ms, 在所有 C# 提交中擊敗了 53.59% 的用戶
• 內存消耗：30 MB, 在所有 C# 提交中擊敗了 6.67% 的用戶

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     public int val;
 *     public TreeNode left;
 *     public TreeNode right;
 *     public TreeNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
public class Solution
{
    public IList<int> InorderTraversal(TreeNode root)
    {
        IList<int> lst = new List<int>();
        Stack<TreeNode> stack = new Stack<TreeNode>();
        while (stack.Count != 0 || root != null)
        {
            if (root != null)
            {
                stack.Push(root);
                root = root.left;
            }
            else
            {
                TreeNode node = stack.Pop();
                lst.Add(node.val);
                root = node.right;
            }
        }
        return lst;
    }
}

第二種：使用遞歸

• 執行結果：通過
• 執行用時：264 ms, 在所有 C# 提交中擊敗了 99.16% 的用戶
• 內存消耗：29.8 MB, 在所有 C# 提交中擊敗了 6.67% 的用戶

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     public int val;
 *     public TreeNode left;
 *     public TreeNode right;
 *     public TreeNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
public class Solution
{
    public IList<int> InorderTraversal(TreeNode root)
    {
        IList<int> lst = new List<int>();
        MidOrder(root, lst);
        return lst;
    }
    private void MidOrder(TreeNode node, IList<int> lst)
    {
        if (node == null)
            return;
        MidOrder(node.left, lst);
        lst.Add(node.val);
        MidOrder(node.right, lst);
    }
}

python 語言

• 執行結果：通過
• 執行用時：40 ms, 在所有 Python3 提交中擊敗了 41.39% 的用戶
• 內存消耗：13.6 MB, 在所有 Python3 提交中擊敗了 5.28% 的用戶

# Definition for a binary tree node.
# class TreeNode:
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.left = None
#         self.right = None

class Solution:
    def inorderTraversal(self, root: TreeNode) -> List[int]:
        lst = list()
        self.midOrder(root, lst)
        return lst

    def midOrder(self, node: TreeNode, lst: list):
        if node is None:
            return
        self.midOrder(node.left, lst)
        lst.append(node.val)
        self.midOrder(node.right, lst)

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往期活動

LSGO軟件技術團隊會定期開展提升編程技能的刻意練習活動，希望大家能夠參與進來一起刻意練習，一起學習進步！

• Python基礎刻意練習活動即將開啓，你參加嗎？
• Task01：變量、運算符與數據類型
• Task02：條件與循環
• Task03：列表與元組
• Task04：字符串與序列
• Task05：函數與Lambda表達式
• Task06：字典與集合
• Task07：文件與文件系統
• Task08：異常處理
• Task09：else 與 with 語句
• Task10：類與對象
• Task11：魔法方法
• Task12：模塊

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我是 終身學習者“老馬”，一個長期踐行“結伴式學習”理念的 中年大叔。

我崇尚分享，渴望成長，於2010年創立了“LSGO軟件技術團隊”，並加入了國內著名的開源組織“Datawhale”，也是“Dre@mtech”、“智能機器人研究中心”和“大數據與哲學社會科學實驗室”的一員。

願我們一起學習，一起進步，相互陪伴，共同成長。

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