剑指Offer_#36_二叉搜索树与双向链表

剑指Offer_#36_二叉搜索树与双向链表

剑指offer

Contents

• • 题目
  • 思路分析
  • 解答

题目

输入一棵二叉搜索树，将该二叉搜索树转换成一个排序的循环双向链表。要求不能创建任何新的节点，只能调整树中节点指针的指向。
为了让您更好地理解问题，以下面的二叉搜索树为例：

我们希望将这个二叉搜索树转化为双向循环链表。链表中的每个节点都有一个前驱和后继指针。对于双向循环链表，第一个节点的前驱是最后一个节点，最后一个节点的后继是第一个节点。
下图展示了上面的二叉搜索树转化成的链表。“head” 表示指向链表中有最小元素的节点。
 
特别地，我们希望可以就地完成转换操作。当转化完成以后，树中节点的左指针需要指向前驱，树中节点的右指针需要指向后继。还需要返回链表中的第一个节点的指针。

思路分析

为了将二叉搜索树转换为有序的循环双向链表，需要做以下工作：

1. 中序遍历二叉搜索树，此时节点的值刚好是递增的。中序遍历二叉树是本题基础。

   // 打印中序遍历
   void dfs(TreeNode root) {
       if(root == null) return;
       dfs(root.left); // 左
       System.out.println(root.val); // 根
       dfs(root.right); // 右
   }

2. 根据上面的基础的中序遍历的代码，修改其递推过程，将二叉树转变为双向链表

   • 双向链表的连接：pre.right = cur,cur.right = pre
   • 针对第一个节点，需要特殊处理，将其赋值给head

3. 在递归过程结束之后，得到了双向链表，还需将其转变为循环链表

   • head.left = tail,tail.right = left

更详细的分析见评论区大佬的题解。

解答

class Solution {
    //pre,head是全局变量
    Node pre,head;
    public Node treeToDoublyList(Node root) {
        //输入为空
        if(root == null) return null;
        //开启递归过程
        recur(root);
        //构建循环链表
        head.left = pre;
        pre.right = head;
        //返回结果
        return head;      
    }
    //直接修改方法参数cur的内容，所以不需要返回值
    void recur(Node cur){
        //出口条件：访问到null，则直接返回到null的父节点（即叶节点）
        if(cur == null) return;
        //中序遍历：顺序为左-根-右
        recur(cur.left);
        //递推过程：构建双向链表
        if(pre != null) pre.right = cur;
        //针对第一个节点特殊处理
        else head = cur;
        cur.left = pre;
        pre = cur;
        recur(cur.right);
    }
}