144. Binary Tree Preorder Traversal

Given a binary tree, return the preorder traversal of its nodes' values.

For example:

Given binary tree 

{1,#,2,3}

,

1
\
2
/
3

return 

[1,2,3]

.
Note: Recursive solution is trivial, could you do it iteratively?
題意:
對一個二叉樹做一個前序歷遍(請用迭代的方式)
題解(遞歸):
雖然題目要求使用迭代的方式，但我們還是先以遞歸的方式歷遍，以便於理解。遞歸的方式非常直觀，是以中(root)->左(root.left)->右(root.right)的方式來依序拜訪每個樹的節點，可以很容易地寫出下面的代碼：

package LeetCode.Medium;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

import LeetCode.Dependencies.TreeNode;

/**
* Definition for a binary tree node.
* public class TreeNode {
*     int val;
*     TreeNode left;
*     TreeNode right;
*     TreeNode(int x) { val = x; }
* }
* 中左右
*/
public class BinaryTreePreorderTraversal_Recursive {
public List<Integer> preorderTraversal(TreeNode root) {
List<Integer> result = new ArrayList<>();
if(root == null)
return result;

helper(root, result);

return result;
}

void helper(TreeNode root, List<Integer> result) {
//若此節點沒有值則返回
if(root == null)
return;

//將此節點放入結果當中
result.add(root.val);

//進行左子樹的歷遍
if(root.left != null)
helper(root.left, result);

//進行右子樹的歷遍
if(root.right != null)
helper(root.right, result);
}
}

題解(迭代):

但依據題目要求，我們仍需要使用迭代來解這一道題，故我們利用Stack(棧)的思想來解這道題，棧的思想是先進後出，我們可以寫出下面的迭代步驟:
  1.將首節點加入stack中
  =====(直到stack為空)========
  2.將stack排出一個，並指定為root
  3.將root的值加入結果
  4.將root.right放入stack(有左比右先拜訪的效果)
  5.將root.left放入stack
  =====(stack為空後)==========
  6.輸出結果
ex:
  1                        stack     result
 / \          =========================
2  3        step0     1           null
/ \            step1     3,2        1

      4   5          step2     3,5,4     1,2

                       step3     3,5        1,2,4

                       step4     3           1,2,4,5

                       step5     null       1,2,4,5,3

package LeetCode.Medium;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Stack;

import LeetCode.Dependencies.TreeNode;

/**
* Definition for a binary tree node.
* public class TreeNode {
*     int val;
*     TreeNode left;
*     TreeNode right;
*     TreeNode(int x) { val = x; }
* }
* 中左右(迭代版)
*/
public class BinaryTreePreorderTraversal {
/*
* 1.將首節點加入stack中
* =====(直到stack為空)========
* 2.將stack排出一個，並指定為root
* 3.將root的值加入結果
* 4.將root.right放入stack(有左比右先拜訪的效果)
* 5.將root.left放入stack
* =====(stack為空後)==========
* 6.輸出結果
ex:
1          stack     result
/ \   =========================
2   3  step0  1         null
/ \     step1  3,2       1
4   5    step2  3,5,4     1,2
step3  3,5       1,2,4
step4  3         1,2,4,5
step5  null      1,2,4,5,3
*/
public List<Integer> preorderTraversal(TreeNode root) {
//用來存儲結果
List<Integer> result = new ArrayList<Integer>();

//對於root == null的情況
if(root == null)
return result;

//利用stack來進行樹的歷遍
Stack<TreeNode> stack = new Stack<TreeNode>();

//一定要將第一個節點放入stack中
stack.push(root);

while(stack.empty() == false) {
//先推出stack最後一個加入的TreeNode
root = stack.pop();

//加入結果當中
result.add(root.val);

//將右節點放入stack中(因為先進後出，故右邊會比左邊慢被排出來)
if(root.right != null) {
stack.push(root.right);
}

//將左節點放入stack中(因為先進後出，故左邊會比右邊快被排出來)
if(root.left != null) {
stack.push(root.left);
}
}

//返回答案
return result;
}
}