在不使用递归的方式遍历二叉树时，我们可以使用一个栈模拟递归的机制。二叉树的前序遍历顺序是：根 → 左子树 → 右子树，我们可以先将二叉树的左路结点入栈，在入栈的同时便对其进行访问，此时就相当于完成了根和左子树的访问，当左路结点入栈完毕后再从栈顶依次取出结点，并用同样的方式访问其右子树即可。
具体步骤如下：
struct TreeNode {
int val;
TreeNode *left;
TreeNode *right;
TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
};
class Solution {
public:
//前序遍历
vector<int> preorderTraversal(TreeNode* root) {
stack<TreeNode*> st; //辅助栈
vector<int> ret; //用于存放前序遍历的结果
TreeNode* cur = root;
while (cur || !st.empty())
{
//1、将左路结点入栈，入栈的同时访问左路结点
while (cur)
{
st.push(cur);
ret.push_back(cur->val);
cur = cur->left;
}
//2、取出栈顶结点
TreeNode* top = st.top();
st.pop();
//3、准备访问其右子树
cur = top->right;
}
return ret; //返回前序遍历结果
}
};
二叉树的中序遍历顺序是：左子树 → 根 → 右子树，我们可以先将二叉树的左路结点入栈，当左路结点入栈完毕后，再从栈顶依次取出结点，在取出结点的同时便对其进行访问，此时就相当于先访问了左子树再访问了根，之后再用同样的方式访问取出结点的右子树即可。
具体步骤如下：
struct TreeNode {
int val;
TreeNode *left;
TreeNode *right;
TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
};
class Solution {
public:
//中序遍历
vector<int> inorderTraversal(TreeNode* root) {
stack<TreeNode*> st; //辅助栈
vector<int> ret; //用于存放中序遍历的结果
TreeNode* cur = root;
while (cur || !st.empty())
{
//1、将左路结点入栈
while (cur)
{
st.push(cur);
cur = cur->left;
}
//2、取出栈顶结点并访问
TreeNode* top = st.top();
st.pop();
ret.push_back(top->val);
//3、准备访问其右子树
cur = top->right;
}
return ret; //返回中序遍历结果
}
};
二叉树的后序遍历顺序是：左子树 → 右子树 → 根，我们可以先将二叉树的左路结点入栈，当左路结点入栈完毕后，再观察栈顶结点，若栈顶结点的右子树为空，或栈顶结点的右子树已经被访问过了，则栈顶结点可以出栈并访问，若栈顶结点的右子树还未被访问，则用同样的方式访问栈顶结点的右子树，直到其右子树被访问后再访问该结点，这时的访问顺序遵循了二叉树的后序遍历所要求的顺序。
具体步骤如下：
struct TreeNode {
int val;
TreeNode *left;
TreeNode *right;
TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
};
class Solution {
public:
//后序遍历
vector<int> postorderTraversal(TreeNode* root) {
stack<TreeNode*> st; //辅助栈
vector<int> ret; //用于存放后序遍历的结果
TreeNode* cur = root;
TreeNode* prev = nullptr; //记录上一次访问的结点
while (cur || !st.empty())
{
//1、将左路结点入栈
while (cur)
{
st.push(cur);
cur = cur->left;
}
//2、取出栈顶结点
TreeNode* top = st.top();
//3、若取出结点的右子树为空，或右子树已经访问过了，则访问该结点
if (top->right == nullptr || top->right == prev)
{
//访问top结点后将其从栈中弹出
st.pop();
ret.push_back(top->val);
//更新上一次访问的结点为top
prev = top;
}
else //4、若取出结点的右子树还未被访问，则准备访问其右子树
{
cur = top->right;
}
}
return ret; //返回后序遍历结果
}
};
注意： 看动图演示时请结合所给代码，动图是严格按照代码的逻辑制作的。
