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用Java实现二叉搜索树迭代器，轻松掌握中序遍历！

后端

作为一名经验丰富的技术博主，我热衷于将复杂的技术概念以一种引人入胜且易于理解的方式呈现给我的读者。今天，我将深入探讨二叉搜索树 (BST) 迭代器的概念，向你展示如何使用 Java 实现它，让你轻松掌握 BST 的中序遍历。

二叉搜索树概述

在深入研究迭代器之前，让我们先回顾一下二叉搜索树的基本原理。BST 是一种数据结构，其中每个节点都包含一个值和指向左子树和右子树的指针。BST 的关键属性是，左子树中的所有值都小于父节点值，而右子树中的所有值都大于父节点值。

BST 迭代器

BST 迭代器是一个对象，它允许我们遍历 BST 中的元素，而无需显式地使用递归或栈。它本质上是一个指针，指向 BST 中的当前节点，并提供了一些方法来导航树。

实现 BST 迭代器

在 Java 中实现 BST 迭代器的第一步是定义一个新的类：

public class BSTIterator {

    private Stack<TreeNode> stack;

    public BSTIterator(TreeNode root) {
        stack = new Stack<>();
        pushAllLeft(root);
    }
}

在这个类中，我们使用一个栈来跟踪我们访问过的节点。pushAllLeft() 方法将所有左子节点推入栈中，直到我们到达 BST 的最左边的节点。

中序遍历

使用 BST 迭代器进行中序遍历非常简单：

public int next() {
    TreeNode node = stack.pop();
    pushAllLeft(node.right);
    return node.val;
}

next() 方法从栈顶弹出当前节点，并将其值返回。然后，它将该节点的右子树的所有左子节点推入栈中。通过这种方式，我们遍历 BST 的顺序是：左子树、根节点、右子树。

hasNext() 方法

为了检查 BST 中是否还有元素，我们可以使用 hasNext() 方法：

public boolean hasNext() {
    return !stack.isEmpty();
}

如果栈不为空，则表示 BST 中还有元素要遍历。

使用 BST 迭代器

使用 BST 迭代器非常简单。首先，创建一个迭代器对象，然后使用 next() 和 hasNext() 方法遍历 BST。例如：

BSTIterator iterator = new BSTIterator(root);
while (iterator.hasNext()) {
    System.out.println(iterator.next());
}

结论

BST 迭代器是一个强大的工具，可以帮助我们轻松遍历二叉搜索树。通过使用栈来跟踪我们的位置，我们可以高效地进行中序遍历，而无需使用递归或显式地管理指针。我希望这篇文章帮助你对 BST 迭代器有了更深入的理解，并能让你在自己的项目中有效地使用它。

参考资料：