将递归二叉树遍历转换为迭代

Question

我被要求写迭代版本，但我写的是递归版本，即

void inorderTraverse(BinaryTree root)
{
    if(root==NULL)
        printf("%d",root->id);
    else
    {
        inorderTraverse(root->left);
        printf("%d",root->id);
        inorderTraverse(root->right);
    }
}

我不是在寻找代码，我想了解如何做到这一点。如果这只是最后一次递归调用，我会这样做

void inorderTraverse(BinaryTree root)
{
    while(root!=NULL)
    {
        printf("%d",root->id);
        root=root->right;
    }
}

但是当有两个递归调用时如何转换为迭代程序？

这里是类型定义。

struct element{
    struct element* parent;
    int id;
    char* name;
    struct element* left;
    struct element* right;
};
typedef element* BinaryTree;

这是我想到的，我是不是走对了路？

temp=root;
while(1)
{
    while(temp!=NULL)
    {
     push(s,temp);
     temp=temp->left;
     continue;
    }

    temp=pop(s);
    if(temp==NULL)
    return;
    printf("%d\t",temp->data);
    temp=temp->right;
}

Answer 1

您看到的问题是您需要“记住”您进行迭代的最后一个位置。
进行递归时，程序内部使用“堆栈”来记住要返回的位置。
但是在进行迭代时，它不会。

虽然……这给你一个想法吗？

Answer 2

我想不出一种真正优雅的方式来迭代地执行此操作。

一种可能性可能是使用“标记算法”，您从所有节点开始“未标记”并在处理时“标记”节点。标记可以添加到对象模型中或保存在单独的实体中。

伪代码：

for (BinaryTree currentNode = leftmostNode(root); currentNode != null; currentNode = nextNode(currentNode)):
  print currentNode;
  currentNode.seen = true;

sub nextNode(BinaryTree node):
  if (!node.left.seen):
    return leftmostNode(node.left)
  else if (!node.seen)
    return node
  else if (!node.right.seen)
    return leftmostNode(node.right)
  else 
    return nextUnseenParent(node)

sub leftmostNode(BinaryTree node):
  while (node.left != null)
    node = node.left
  return node;

sub nextUnseenParent(BinaryTree node):
  while (node.parent.seen)
    node = node.parent
  return node.parent

Answer 3

我认为这是理所当然的，从父节点到左节点迭代不是问题。问题是要知道从一个节点上升到父节点时该怎么做：你应该选择正确的子节点还是应该再上升一个父节点？

以下技巧会帮助你：

在向上之前记住当前节点。然后往上走。现在你可以比较一下： 你有没有在左边的节点： 然后取右边的节点。否则再上一个父节点。

您只需要一个引用/指针。

Answer 4

有一种通用的方法可以将递归遍历转换为迭代器，方法是使用连接多个迭代器供应商的惰性迭代器（返回迭代器的 lambda 表达式）。见我的Converting Recursive Traversal to Iterator。