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Go语言实现二叉树的中序遍历(手把手教你掌握数据结构核心算法)

在学习Go语言二叉树的过程中,掌握遍历方法是理解树形结构的关键一步。今天我们将深入浅出地讲解中序遍历(In-order Traversal)的原理与实现,即使你是编程小白,也能轻松上手!

什么是中序遍历?

中序遍历是一种深度优先遍历(DFS)策略,其访问顺序为:左子树 → 根节点 → 右子树。对于二叉搜索树(BST),中序遍历的结果会是一个升序排列的序列,这在实际开发中非常有用。

Go语言实现二叉树的中序遍历(手把手教你掌握数据结构核心算法) Go语言二叉树 中序遍历 数据结构教程 Go语言入门 第1张

用 Go 语言定义二叉树节点

首先,我们需要定义一个二叉树节点的结构体。在 Go 中,这非常简单:

type TreeNode struct {    Val   int    Left  *TreeNode    Right *TreeNode}  

每个节点包含一个整数值 Val,以及指向左右子节点的指针 LeftRight

递归实现中序遍历

最直观的方式是使用递归。思路如下:

  1. 如果当前节点为空,直接返回;
  2. 递归遍历左子树;
  3. 访问当前节点(例如打印值或存入切片);
  4. 递归遍历右子树。
func inorderTraversal(root *TreeNode) []int {    var result []int    var inorder func(*TreeNode)        inorder = func(node *TreeNode) {        if node == nil {            return        }        inorder(node.Left)   // 遍历左子树        result = append(result, node.Val) // 访问根节点        inorder(node.Right)  // 遍历右子树    }        inorder(root)    return result}  

迭代实现中序遍历(使用栈)

虽然递归简洁,但在处理极深的树时可能引发栈溢出。因此,我们也可以用显式栈来实现非递归版本:

func inorderTraversalIterative(root *TreeNode) []int {    var result []int    stack := []*TreeNode{}    current := root        for current != nil || len(stack) > 0 {        // 一直向左走到底,并将路径上的节点入栈        for current != nil {            stack = append(stack, current)            current = current.Left        }                // 弹出栈顶节点        current = stack[len(stack)-1]        stack = stack[:len(stack)-1]                result = append(result, current.Val)                // 转向右子树        current = current.Right    }        return result}  

完整示例与测试

下面是一个完整的可运行示例,包含构建树和调用遍历函数:

package mainimport "fmt"type TreeNode struct {    Val   int    Left  *TreeNode    Right *TreeNode}func inorderTraversal(root *TreeNode) []int {    var result []int    var inorder func(*TreeNode)    inorder = func(node *TreeNode) {        if node == nil {            return        }        inorder(node.Left)        result = append(result, node.Val)        inorder(node.Right)    }    inorder(root)    return result}func main() {    // 构建如下二叉树:    //       1    //        \    //         2    //        /    //       3    root := &TreeNode{Val: 1}    root.Right = &TreeNode{Val: 2}    root.Right.Left = &TreeNode{Val: 3}    fmt.Println(inorderTraversal(root)) // 输出: [1 3 2]}  

总结

通过本教程,你已经掌握了在Go语言入门阶段如何实现二叉树的中序遍历。无论是递归还是迭代方式,理解其核心思想——“左→根→右”——是关键。这种遍历方式在数据结构教程中属于基础但极其重要的内容,广泛应用于表达式求值、BST验证等场景。

建议你动手敲一遍代码,尝试修改树的结构,观察输出结果的变化。实践是掌握Go语言二叉树的最佳途径!