二叉树前序遍历--【非递归】C语言栈实现

leetcode144 Binary Tree Preorder Traversal

一、问题描述

给定一个二叉树，返回它的节点值的先序遍历。---使用非递归实现
【示例】
输入: [1,null,2,3]
   1
    \
     2
    /
   3
输出: [1,2,3]

二、解题思路

非递归前序遍历思路：
step1:遍历一个结点，先访问它(打印或存入结果数组)【根】，再将它压栈，并遍历它的左子树【左】
step2:当左子树遍历结束后，从栈顶弹出该节点，并指向其右孩子【右】，继续step1步骤

step3:当所有结点都访问完，即最后访问的树节点为空且栈也为空时，算法结束

三、算法实现

1、栈数据结构建立及二叉树数据结构定义

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdbool.h>

/**二叉树数据结构定义**/
struct TreeNode
{
    int val;
    struct TreeNode* left;
    struct TreeNode* right;
}TreeNode;

/**栈数据结构引入**/
#define MAXSIZE 10000
#define OVERFLOW 0
#define error -65530

/**栈的数据结构定义**/
typedef struct Sq_stack
{
    struct TreeNode data[MAXSIZE];
    int top;
}Sq_stack;

/**栈的创建--初始化**/
void initStack(Sq_stack *S)
{
    S = (Sq_stack*)malloc(sizeof(Sq_stack));
    if(!S)
        exit(OVERFLOW);//栈空间分配失败
    S->top = 0; //栈顶元素从0开始算起
}

/**插入栈顶元素e**/
bool Push(Sq_stack *S, struct TreeNode* e)
{
    /**插入栈顶元素：判断栈是否已满**/
    if( S->top == MAXSIZE-1 )
        return false;
    S->top++;
    S->data[S->top] = *e;
    return true;
}

/**删除栈顶元素,并用节点承接**/
struct TreeNode* Pop(Sq_stack *S)
{
    /**删除栈顶元素：判断栈是否为空**/
    if(S->top == 0)
        return NULL;
    struct TreeNode* e = (struct TreeNode*)malloc(sizeof(struct TreeNode));
    *e = S->data[S->top];
    S->top--;
    return e;
}

bool isEmptyStack( Sq_stack *S )
{
    return S->top == 0?true:false;
}

2、前序遍历非递归实现算法

/****************************************
Author:tmw
date:2018-5-7
****************************************/
/**
*returnSize:用于返回结果数组的大小
        ---结果用自定义的*result数组存储，它的长度传给*returnSize
**/
int* preorderTraversal(struct TreeNode* root, int* returnSize)
{
    if( root == NULL ) return NULL;

    /**结果数组的定义及初始化**/
    int* result = (int*)malloc(1000*sizeof(int));
    int len=0;

    /**栈定义及初始化**/
    Sq_stack* stk = (Sq_stack*)malloc(sizeof(Sq_stack));
    initStack(stk);

    while( root || !isEmptyStack(stk) )
    {
        while( root )
        {
            /**遍历此节点并存储到结果数组，将其压栈，并遍历左子树**/
            result[len++] = root->val; /**根**/
            Push(stk,root);
            root = root->left; /**左**/
        }
        if( !isEmptyStack(stk) )
        {
            root = Pop(stk);
            root = root->right;/**右**/
        }
    }
    *returnSize = len;
    return result;
}

四、执行结果

leetcode accept

梦想还是要有的，万一实现了呢~~~ヾ(◍°∇°◍)ﾉﾞ~~~