LeetCode第94题：二叉树的中序遍历(二叉树)

关于递归的误解

结论：
递归本身并不存在所谓的效率差。
认为递归慢的原因：
它要多开一些栈，存储中间结果，如果递归深度很深的话会存在效率问题。
现实实践中：

1. 一般情况不会有非常深的递归
2. 计算机的存储方式和编译器对递归，特别是尾递归的优化，使得我们可以认为递归的效率和循环的效率是一样的。不需要带有有色眼镜一看到递归就认为一定比循环慢。

举例：
斐波那契数列如果只是傻递归，而没有存储中间结果，导致本身线性可以解决的问题，需要指数级的时间复杂度才能解决的话，那这是不合理的，但是这不怪递归这种方法，而是程序本身的问题。

题目详述

给定一个二叉树，返回它的中序 遍历。

 Definition for a binary tree node.
 public class TreeNode {
     int val;
     TreeNode left;
     TreeNode right;
     TreeNode(int x) { val = x; }
 }

解法一

递归。时间复杂度：O(n).空间复杂度：O(logn)

class Solution {
    public List<Integer> inorderTraversal(TreeNode root) {
        List<Integer> res = new ArrayList<>();
        helper(root, res);
        return res;
    }
    public void helper(TreeNode root, List<Integer> res) {
        if (root != null) {
            if (root.left != null) helper(root.left, res);
            res.add(root.val);
            if (root.right != null) helper(root.right, res);
        }
    }
}

解法二

栈。时间复杂度：O(n),空间复杂度：O(n)

class Solution {
    public List<Integer> inorderTraversal(TreeNode root) {
        List<Integer> res = new ArrayList<>();
        Stack<TreeNode> stack = new Stack<>();
        TreeNode curr = root;
        while (curr != null || !stack.isEmpty()) {
            while (curr != null) {
                stack.push(curr);
                curr = curr.left;
            }
            curr = stack.pop();
            res.add(curr.val);
            curr = curr.right;
        }
        return res;
    }
}

解法三

用栈模拟递归。时间复杂度：O(n),空间复杂度：O(n)

class Solution {
    class ColorNode {
        TreeNode node;
        int color;//1:访问过，即灰色；0:未访问，即白色
        public ColorNode(TreeNode node, int color) {
            this.node = node;
            this.color = color;
        }
    }
    public List<Integer> inorderTraversal(TreeNode root) {
        if (root == null) return new ArrayList<>();
        List<Integer> res = new ArrayList<>();
        Stack<ColorNode> stack = new Stack<>();
        stack.push(new ColorNode(root, 0));
        while (!stack.isEmpty()) {
            ColorNode cn = stack.pop();
            if (cn.color == 0) {
                if (cn.node.right != null) stack.push(new ColorNode(cn.node.right, 0));
                stack.push(new ColorNode(cn.node, 1));
                if (cn.node.left != null) stack.push(new ColorNode(cn.node.left, 0));
            }else 
                res.add(cn.node.val);
        }
        return res;
    }
}