非递归实现二叉树后序遍历的空间复杂度一般为 O(h),其中 h 是二叉树的高度,下面分两种常见的非递归实现方式来具体分析:
使用两个栈实现
- 在使用两个栈的非递归后序遍历中,第一个栈用于辅助遍历,第二个栈用于存储最终的后序遍历结果。
- 遍历过程中,第一个栈中最多存储二叉树的一层节点,而二叉树的一层节点数量最多为 2h−1(h 为树的高度,根节点为第 1 层),所以第一个栈的空间复杂度为 O(2h−1),忽略常数后为 O(2h)。
- 第二个栈用于存储后序遍历结果,其空间复杂度为 O(n),其中 n 为二叉树的节点个数。
- 由于 n 和 2h 之间存在关系 n≥2h−1,即 h≤log2n+1,所以综合来看,使用两个栈实现的非递归后序遍历空间复杂度为 O(n),在最坏情况下,即二叉树退化为链表时,空间复杂度为 O(n),此时 h=n;在最好情况下,即二叉树为完全二叉树时,空间复杂度为 O(log2n)。
使用一个栈和一个辅助指针实现
- 这种实现方式中,栈用于存储遍历过程中的节点,栈中最多存储二叉树的高度个节点,所以栈的空间复杂度为 O(h)。
- 辅助指针只占用常数级的额外空间,不影响整体的空间复杂度。
- 因此,使用一个栈和一个辅助指针实现的非递归后序遍历空间复杂度为 O(h)。在最坏情况下,二叉树退化为链表,空间复杂度为 O(n);在最好情况下,二叉树为完全二叉树,空间复杂度为 O(log2n)。
综上所述,非递归实现后序遍历的空间复杂度在不同实现方式下有所不同,但总体上与二叉树的高度相关,最坏情况下为 O(n),最好情况下为 O(log2n)。