给你二叉树的根节点 root ，返回它节点值的 前序 遍历。

示例 1：

输入：root = [1,null,2,3]
输出：[1,2,3]

示例 2：

输入：root = []
输出：[]

示例 3：

输入：root = [1]
输出：[1]

示例 4：

输入：root = [1,2]
输出：[1,2]

示例 5：

输入：root = [1,null,2]
输出：[1,2]

提示：

• 树中节点数目在范围 [0, 100] 内
• -100 <= Node.val <= 100

【方法一】递归算法

二叉树的先序遍历按照：根-左-右来进行。

针对主函数，我们需要定义一个数组a，将遍历的树中元素放在数组中；returnSize指针所指向的值初始化为0，表示结果数组的大小初始为0；调用preorder函数，返回数组a。

针对调用函数，首先进行判断是否为空，为空的话直接进行返回，不需要进行任何操作。然后按照根-左-右来进行遍历。针对根节点处理：a[(*returnSize)++] = root->val。将根节点保持到数组中，然后将returnSize+1，进行下一个节点操作。

具体案例分析：

root = [1,null,2,3]，输出：[1,2,3]。

针对主函数，开始时a[0]={}，returnSize=0，然后调用preorder(root, a, returnSize)。

由于 root 不为空，访问 root->val，即1，将其添加到数组 a[0]，并将 *returnSize 递增为1。然后递归调用 preorder(root->left, a, returnSize)，但 root->left 为空，因此直接返回。

递归调用 preorder(root->right, a, returnSize)。

同样地，由于 root->right->val不为空，访问 root->val，即2，将其添加到数组 a[1]，并将 *returnSize 递增为1。继续递归调用preorder(root->left, a, returnSize)。

进入左子树后，此时的root->left->val不为空，访问 root->val，即3，将其添加到数组 a[2]，并将 *returnSize 递增为1。然后继续preorder(root->left, a, returnSize)和preorder(root->right, a, returnSize)。为空返回到上一层，进行调用root=2的右子树，preorder(root->right, a, returnSize)。为空，直接返回。

最终，数组 a 包含元素 [1, 2, 3]，并且 *returnSize 为3。

返回数组 a。

（整个流程可以描述为，root=1->返回1->preorder(root->left, a, returnSize)为空->调用preorder(root->right, a, returnSize)进入右子树，此时root=2->返回2->调用preorder(root->left, a, returnSize)进入左子树，此时root=3->返回3->preorder(root->left, a, returnSize)和preorder(root->right, a, returnSize)为空，返回到根为2的这一层，调用preorder(root->right, a, returnSize)为空。循环和调用结束。返回a[1,2,3]）

C语言具体代码如下：

/*** Definition for a binary tree node.* struct TreeNode {*     int val;*     struct TreeNode *left;*     struct TreeNode *right;* };*/
/*** Note: The returned array must be malloced, assume caller calls free().*/
void preorder(struct TreeNode* root, int* a, int *returnSize){if(!root)return ;a[(*returnSize)++] = root->val;preorder(root->left,a, returnSize);preorder(root->right, a, returnSize);
}int* preorderTraversal(struct TreeNode* root, int* returnSize) {*returnSize = 0;int *a = (int*)malloc(sizeof(int)*100);preorder(root,a,returnSize);return a;}

时间复杂度O(n)；空间复杂度O(n)

【方法二】非递归算法

二叉树的中序遍历按照：根-左-右来进行

非递归通过栈来进行模拟。

第一步：创建一个栈。

第二步：定义一个stack来开辟一个栈空间。并将栈初始化，top=0。定义一个数组，用来返回最后中序遍历后的树，returnSize指针所指向的值初始化为0，定义一个移动指针p指向树的根，用来遍历树。

第三步：树不为空的时候 ，入栈，然后将栈中的元素给数组，并向左遍历。左子树为空的时候，将p指针向下移动，并向右遍历树。最后返回数组a。

具体案例分析：

root = [1,null,2,3]，输出：[1,2,3]。

开始时p指向root，也就是1，不为空，执行if(p != NULL)中的语句，将1进行入栈，将top++，也就是等于1，然后将栈中的元素给数组a，并将(*returnSize)++，此时returnSize=1。遍历左子树，此时为空，执行else中的语句，首先是p = stack->s[(stack->top) - 1]（此时p=stack->[0]=1，也就是将p指针移回到1），然后(stack->top)--（也就是stack->top=0),下一句是 p = p->right（也就是2），开始遍历1的右子树。

此时p=2，不为空，执行if(p != NULL)中的语句，将2进行入栈，将top++，也就是等于1，然后将栈中的元素给数组a，并将(*returnSize)++，此时returnSize=2。然后继续向左遍历。此时p=3，不为空，执行if(p != NULL)中的语句，将3进行入栈，将top++，也就是等于2，然后将栈中的元素给数组a，并将(*returnSize)++，此时returnSize=3。然后继续向左遍历，为空，则进行else语句的执行。

首先是p = stack->s[(stack->top) - 1]（此时p=stack->[1]=3，也就是将p指针移回到3），然后(stack->top)--（也就是stack->top=1),下一句是 p = p->right，为空，继续进入else语句的执行。首先是p = stack->s[(stack->top) - 1]（此时p=stack->[0]=2，也就是将p指针移回到2），然后(stack->top)--（也就是stack->top=0),下一句是 p = p->right，为空，此时不符合while循环，跳出。结束。最后返回a=[1,2,3]。

C语言具体代码如下：

/*** Definition for a binary tree node.* struct TreeNode {*     int val;*     struct TreeNode *left;*     struct TreeNode *right;* };*/
/*** Note: The returned array must be malloced, assume caller calls free().*/
// 创建栈
struct stack {struct TreeNode *s[100];int top;
};// 先序遍历函数
int* preorderTraversal(struct TreeNode* root, int* returnSize) {// 开辟一个栈空间struct stack *stack = (struct stack *)malloc(sizeof(struct stack));// 初始化stack->top = 0;// 定义一个数组，用来返回最后先序遍历后的树int *a = (int *)malloc(sizeof(int) * 100);// returnSize指针所指向的值初始化为0*returnSize = 0;struct TreeNode *p = root; // 定义一个移动指针指向树的根，用来遍历树while (p != NULL || (stack->top) != 0) { // 树不为空或者栈不为空的时候，进行入栈和出栈操作if (p != NULL) { // 树不为空的时候 ,向左遍历。并入栈stack->s[stack->top] = p;(stack->top)++;a[(*returnSize)++] = p->val; // 访问当前节点p = p->left;} else {// 左子树为空，右进行遍历右字树p = stack->s[(stack->top) - 1];(stack->top)--;p = p->right;}}return a;
}

时间复杂度O(n)；空间复杂度O(h)