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二叉树的前序遍历

给定一个二叉树，返回它的前序遍历。

示例：

输入: [1,null,2,3] 1 \ 2 / 3输出: [1,2,3]

思路+代码+注释：

public ListpreorderTraversal(TreeNode root) {Listres=new ArrayListpreorderTraversal(root,res);return res;}

private void preorderTraversal(TreeNode node,Listres) {if (node==null) {return;}res.add(node.val);preorderTraversal(node.left,res);preorderTraversal(node.right,res);}

代码解释：

前序遍历的思路是根→左→右。我们采用递归的方式来处理树的节点。当节点为null时，直接返回；当节点不为null时，将节点的值添加到res中，然后递归处理左子节点，最后递归处理右子节点。

示例分析：

输入的二叉树结构如下：1/

前序遍历的结果是：1→2→3

代码实现：

使用递归的方式，先处理当前节点的值，然后递归处理左子节点，最后递归处理右子节点。

代码注释：

public ListpreorderTraversal(TreeNode root) {Listres=new ArrayListpreorderTraversal(root,res);return res;}

private void preorderTraversal(TreeNode node,Listres) {if (node==null) {return;}res.add(node.val);preorderTraversal(node.left,res);preorderTraversal(node.right,res);}

代码解释：

示例输出：

输入: [1,null,2,3]输出: [1,2,3]

代码实现的核心思想是利用递归来实现前序遍历的顺序，即先处理根节点，再处理左子节点，最后处理右子节点。

代码优化：

为了提高代码的可读性和性能，可以优化代码如下：

public ListpreorderTraversal(TreeNode root) {Listres=new ArrayListif (root != null) {res.add(root.val);preorderTraversal(root.left, res);preorderTraversal(root.right, res);}return res;}

private void preorderTraversal(TreeNode node,Listres) {if (node == null) {return;}res.add(node.val);preorderTraversal(node.left, res);preorderTraversal(node.right, res);}

这一优化可以减少一些无用的检查，使代码更加简洁。

代码注释优化：

为了让代码更易理解，可以添加更详细的注释：

public ListpreorderTraversal(TreeNode root) {/** 返回二叉树的前序遍历结果* @param root 二叉树的根节点* @return 前序遍历结果的列表/Listres=new ArrayList/* 如果根节点不为空，将其值添加到结果列表中* 然后递归处理左子节点，最后递归处理右子节点*/if (root != null) {res.add(root.val);preorderTraversal(root.left, res);preorderTraversal(root.right, res);}return res;}

private void preorderTraversal(TreeNode node,Listres) {/** 如果当前节点为空，直接返回/if (node == null) {return;}/* 将当前节点的值添加到结果列表中/res.add(node.val);/* 递归处理左子节点/preorderTraversal(node.left, res);/* 递归处理右子节点*/preorderTraversal(node.right, res);}

代码优化后的注释更加详细，方便开发者理解。

示例测试：

测试输入：root = [1,null,2,3]测试输出：[1,2,3]

代码运行结果：

调用 preorderTraversal(1, res) → res.add(1)调用 preorderTraversal(null, res) → 返回调用 preorderTraversal(2, res) → res.add(2)调用 preorderTraversal(null, res) → 返回调用 preorderTraversal(3, res) → res.add(3)调用 preorderTraversal(null, res) → 返回

最终 res = [1,2,3]

代码性能：

该算法的时间复杂度为 O(n)，其中 n 是二叉树的节点数。空间复杂度为 O(h)，h 是二叉树的高度。

代码适用范围：

该算法适用于所有二叉树的前序遍历问题，包括二叉树的子树前序遍历、偶数层序遍历等。

代码扩展：

如果需要对二叉树的其他遍历方式进行实现，可以参考以下代码：

• 中序遍历：public ListinorderTraversal(TreeNode root) {Listres=new ArrayListinorderTraversal(root, res);return res;}

  private void inorderTraversal(TreeNode node,Listres) {if (node == null) {return;}inorderTraversal(node.left, res);res.add(node.val);inorderTraversal(node.right, res);}

• 后序遍历：public ListpostorderTraversal(TreeNode root) {Listres=new ArrayListpostorderTraversal(root, res);return res;}

  private void postorderTraversal(TreeNode node,Listres) {if (node == null) {return;}postorderTraversal(node.left, res);postorderTraversal(node.right, res);res.add(node.val);}

通过这种方式，可以轻松扩展对不同遍历方式的实现。

代码总结：

前序遍历是处理根节点，然后处理左子节点，最后处理右子节点。通过递归的方式，可以实现二叉树的前序遍历。

代码优化建议：

为了提高代码性能，可以使用循环实现前序遍历，而不是递归。递归在处理非常深的二叉树时，可能会导致栈溢出问题。

代码实战：

在实际开发中，可以将二叉树的节点用 JavaBean 标签表示，如：