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147 changes: 141 additions & 6 deletions problems/二叉树的统一迭代法.md
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**那我们就将访问的节点放入栈中,把要处理的节点也放入栈中但是要做标记。**

如何标记呢,**就是要处理的节点放入栈之后,紧接着放入一个空指针作为标记。** 这种方法也可以叫做标记法。
如何标记呢?

* 方法一:**就是要处理的节点放入栈之后,紧接着放入一个空指针作为标记。** 这种方法可以叫做`空指针标记法`。

* 方法二:**加一个 `boolean` 值跟随每个节点,`false` (默认值) 表示需要为该节点和它的左右儿子安排在栈中的位次,`true` 表示该节点的位次之前已经安排过了,可以收割节点了。**
这种方法可以叫做`boolean 标记法`,样例代码见下文`C++ 和 Python 的 boolean 标记法`。 这种方法更容易理解,在面试中更容易写出来。

### 迭代法中序遍历

中序遍历代码如下:(详细注释)
> 中序遍历(空指针标记法)代码如下:(详细注释)

```CPP
class Solution {
Expand Down Expand Up @@ -70,6 +75,45 @@ public:

可以看出我们将访问的节点直接加入到栈中,但如果是处理的节点则后面放入一个空节点, 这样只有空节点弹出的时候,才将下一个节点放进结果集。

> 中序遍历(boolean 标记法):
```c++
class Solution {
public:
vector<int> inorderTraversal(TreeNode* root) {
vector<int> result;
stack<pair<TreeNode*, bool>> st;
if (root != nullptr)
st.push(make_pair(root, false)); // 多加一个参数,false 为默认值,含义见下文注释

while (!st.empty()) {
auto node = st.top().first;
auto visited = st.top().second; //多加一个 visited 参数,使“迭代统一写法”成为一件简单的事
st.pop();

if (visited) { // visited 为 True,表示该节点和两个儿子位次之前已经安排过了,现在可以收割节点了
result.push_back(node->val);
continue;
}

// visited 当前为 false, 表示初次访问本节点,此次访问的目的是“把自己和两个儿子在栈中安排好位次”。

// 中序遍历是'左中右',右儿子最先入栈,最后出栈。
if (node->right)
st.push(make_pair(node->right, false));

// 把自己加回到栈中,位置居中。
// 同时,设置 visited 为 true,表示下次再访问本节点时,允许收割。
st.push(make_pair(node, true));

if (node->left)
st.push(make_pair(node->left, false)); // 左儿子最后入栈,最先出栈
}

return result;
}
};
```

此时我们再来看前序遍历代码。

### 迭代法前序遍历
Expand Down Expand Up @@ -105,7 +149,7 @@ public:

### 迭代法后序遍历

后续遍历代码如下: (**注意此时我们和中序遍历相比仅仅改变了两行代码的顺序**)
> 后续遍历代码如下: (**注意此时我们和中序遍历相比仅仅改变了两行代码的顺序**)

```CPP
class Solution {
Expand Down Expand Up @@ -136,6 +180,42 @@ public:
};
```

> 迭代法后序遍历(boolean 标记法):
```c++
class Solution {
public:
vector<int> postorderTraversal(TreeNode* root) {
vector<int> result;
stack<pair<TreeNode*, bool>> st;
if (root != nullptr)
st.push(make_pair(root, false)); // 多加一个参数,false 为默认值,含义见下文

while (!st.empty()) {
auto node = st.top().first;
auto visited = st.top().second; //多加一个 visited 参数,使“迭代统一写法”成为一件简单的事
st.pop();

if (visited) { // visited 为 True,表示该节点和两个儿子位次之前已经安排过了,现在可以收割节点了
result.push_back(node->val);
continue;
}

// visited 当前为 false, 表示初次访问本节点,此次访问的目的是“把自己和两个儿子在栈中安排好位次”。
// 后序遍历是'左右中',节点自己最先入栈,最后出栈。
// 同时,设置 visited 为 true,表示下次再访问本节点时,允许收割。
st.push(make_pair(node, true));

if (node->right)
st.push(make_pair(node->right, false)); // 右儿子位置居中

if (node->left)
st.push(make_pair(node->left, false)); // 左儿子最后入栈,最先出栈
}

return result;
}
};
```
## 总结

此时我们写出了统一风格的迭代法,不用在纠结于前序写出来了,中序写不出来的情况了。
Expand Down Expand Up @@ -234,7 +314,7 @@ class Solution {

### Python:

迭代法前序遍历:
> 迭代法前序遍历(空指针标记法)
```python
class Solution:
def preorderTraversal(self, root: TreeNode) -> List[int]:
Expand All @@ -257,7 +337,7 @@ class Solution:
return result
```

迭代法中序遍历:
> 迭代法中序遍历(空指针标记法)
```python
class Solution:
def inorderTraversal(self, root: TreeNode) -> List[int]:
Expand All @@ -282,7 +362,7 @@ class Solution:
return result
```

迭代法后序遍历:
> 迭代法后序遍历(空指针标记法)
```python
class Solution:
def postorderTraversal(self, root: TreeNode) -> List[int]:
Expand All @@ -306,6 +386,61 @@ class Solution:
return result
```

> 中序遍历,统一迭代(boolean 标记法):
```python
class Solution:
def inorderTraversal(self, root: Optional[TreeNode]) -> List[int]:
values = []
stack = [(root, False)] if root else [] # 多加一个参数,False 为默认值,含义见下文

while stack:
node, visited = stack.pop() # 多加一个 visited 参数,使“迭代统一写法”成为一件简单的事

if visited: # visited 为 True,表示该节点和两个儿子的位次之前已经安排过了,现在可以收割节点了
values.append(node.val)
continue

# visited 当前为 False, 表示初次访问本节点,此次访问的目的是“把自己和两个儿子在栈中安排好位次”。
# 中序遍历是'左中右',右儿子最先入栈,最后出栈。
if node.right:
stack.append((node.right, False))

stack.append((node, True)) # 把自己加回到栈中,位置居中。同时,设置 visited 为 True,表示下次再访问本节点时,允许收割

if node.left:
stack.append((node.left, False)) # 左儿子最后入栈,最先出栈

return values
```

> 后序遍历,统一迭代(boolean 标记法):
```python
class Solution:
def postorderTraversal(self, root: Optional[TreeNode]) -> List[int]:
values = []
stack = [(root, False)] if root else [] # 多加一个参数,False 为默认值,含义见下文

while stack:
node, visited = stack.pop() # 多加一个 visited 参数,使“迭代统一写法”成为一件简单的事

if visited: # visited 为 True,表示该节点和两个儿子位次之前已经安排过了,现在可以收割节点了
values.append(node.val)
continue

# visited 当前为 False, 表示初次访问本节点,此次访问的目的是“把自己和两个儿子在栈中安排好位次”
# 后序遍历是'左右中',节点自己最先入栈,最后出栈。
# 同时,设置 visited 为 True,表示下次再访问本节点时,允许收割。
stack.append((node, True))

if node.right:
stack.append((node.right, False)) # 右儿子位置居中

if node.left:
stack.append((node.left, False)) # 左儿子最后入栈,最先出栈

return values
```

### Go:

> 前序遍历统一迭代法
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