zoukankan      html  css  js  c++  java
  • (程序员面试题精选(01))把二元查找树转变成排序的双向链表

    把二元查找树转变成排序的双向链表 

    程序员面试题精选(01)-把二元查找树转变成排序的双向链表
      题目:输入一棵二元查找树,将该二元查找树转换成一个排序的双向链表。要求不能创建任何新的结点,只调整指针的指向。
      比如将二元查找树
                                                10
                                              /    \
                                            6       14
                                          /  \     /  \
                                        4     8  12    16


    转换成双向链表
    4=6=8=10=12=14=16

      分析:本题是微软的面试题。很多与树相关的题目都是用递归的思路来解决,本题也不例外。下面我们用两种不同的递归思路来分析。
       思路一:当我们到达某一结点准备调整以该结点为根结点的子树时,先调整其左子树将左子树转换成一个排好序的左子链表,再调整其右子树转换右子链表。最近 链接左子链表的最右结点(左子树的最大结点)、当前结点和右子链表的最左结点(右子树的最小结点)。从树的根结点开始递归调整所有结点。
      思路二:我们可以中序遍历整棵树。按照这个方式遍历树,比较小的结点先访问。如果我们每访问一个结点,假设之前访问过的结点已经调整成一个排序双向链表,我们再把调整当前结点的指针将其链接到链表的末尾。当所有结点都访问过之后,整棵树也就转换成一个排序双向链表了。
    参考代码:
    首先我们定义二元查找树结点的数据结构如下:
        struct BSTreeNode // a node in the binary search tree
        {
            int          m_nValue; // value of node
            BSTreeNode  *m_pLeft;  // left child of node
            BSTreeNode  *m_pRight; // right child of node
        };
    思路一对应的代码:
    ///////////////////////////////////////////////////////////////////////
    // Covert a sub binary-search-tree into a sorted double-linked list
    // Input: pNode - the head of the sub tree
    //
            asRight - whether pNode is the right child of its parent
    // Output: if asRight is true, return the least node in the sub-tree
    //
             else return the greatest node in the sub-tree
    ///////////////////////////////////////////////////////////////////////

    BSTreeNode* ConvertNode(BSTreeNode* pNode,
    bool asRight)
    {
          if(!pNode)
                return NULL;
          BSTreeNode *pLeft = NULL;
          BSTreeNode *pRight = NULL;

          // Convert the left sub-tree
          if(pNode->m_pLeft)
                pLeft = ConvertNode(pNode->m_pLeft, false);

          // Connect the greatest node in the left sub-tree to the current node
          if(pLeft)
          {
                pLeft->m_pRight = pNode;
                pNode->m_pLeft = pLeft;
          }
          // Convert the right sub-tree
          if(pNode->m_pRight)
                pRight = ConvertNode(pNode->m_pRight, true);
          // Connect the least node in the right sub-tree to the current node
          if(pRight)
          {
                pNode->m_pRight = pRight;
                pRight->m_pLeft = pNode;
          }

          BSTreeNode *pTemp = pNode;
          // If the current node is the right child of its parent,
          // return the least node in the tree whose root is the current node
          if(asRight)
          {
                while(pTemp->m_pLeft)
                      pTemp = pTemp->m_pLeft;
          }
          // If the current node is the left child of its parent,
          // return the greatest node in the tree whose root is the current node
          else
          {
                while(pTemp->m_pRight)
                      pTemp = pTemp->m_pRight;
          }

          return pTemp;

    }

    ///////////////////////////////////////////////////////////////////////
    // Covert a binary search tree into a sorted double-linked list
    // Input: the head of tree
    // Output: the head of sorted double-linked list
    ///////////////////////////////////////////////////////////////////////

    BSTreeNode* Convert(BSTreeNode* pHeadOfTree)
    {
          // As we want to return the head of the sorted double-linked list,
          // we set the second parameter to be true
          return ConvertNode(pHeadOfTree, true);
    }

    思路二对应的代码:
    ///////////////////////////////////////////////////////////////////////
    // Covert a sub binary-search-tree into a sorted double-linked list
    // Input: pNode -
               the head of the sub tree
    //
            pLastNodeInList - the tail of the double-linked list
    ///////////////////////////////////////////////////////////////////////

    void ConvertNode(BSTreeNode* pNode, BSTreeNode*& pLastNodeInList)
    {
          if(pNode == NULL)
                return;

          BSTreeNode *pCurrent = pNode;

          // Convert the left sub-tree
          if (pCurrent->m_pLeft != NULL)
                ConvertNode(pCurrent->m_pLeft, pLastNodeInList);

          // Put the current node into the double-linked list
          pCurrent->m_pLeft = pLastNodeInList;
          if(pLastNodeInList != NULL)
                pLastNodeInList->m_pRight = pCurrent;

          pLastNodeInList = pCurrent;

          // Convert the right sub-tree
          if (pCurrent->m_pRight != NULL)
                ConvertNode(pCurrent->m_pRight, pLastNodeInList);
    }

    ///////////////////////////////////////////////////////////////////////
    // Covert a binary search tree into a sorted double-linked list
    // Input: pHeadOfTree - the head of tree
    // Output: the head of sorted double-linked list
    ///////////////////////////////////////////////////////////////////////
    BSTreeNode* Convert_Solution1(BSTreeNode* pHeadOfTree)
    {
          BSTreeNode *pLastNodeInList = NULL;
          ConvertNode(pHeadOfTree, pLastNodeInList);

          // Get the head of the double-linked list
          BSTreeNode *pHeadOfList = pLastNodeInList;
          while(pHeadOfList && pHeadOfList->m_pLeft)
                pHeadOfList = pHeadOfList->m_pLeft;

          return pHeadOfList;
    }

    实现代码

    代码
    // DoubleList.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
    //

    #include 
    "stdafx.h"
    #include 
    "malloc.h"
    #include 
    "stdafx.h"
    #include 
    "iostream"
    using namespace  std;

    struct BSTreeNode // a node in the binary search tree
    {
      
    int          m_nValue; // value of node
      BSTreeNode  *m_pLeft;  // left child of node
      BSTreeNode  *m_pRight; // right child of node
    };

    ///////////////////////////////////////////////////////////////////////
    // Covert a sub binary-search-tree into a sorted double-linked list
    // Input: pNode - the head of the sub tree
    //        asRight - whether pNode is the right child of its parent
    // Output: if asRight is true, return the least node in the sub-tree
    //         else return the greatest node in the sub-tree
    ///////////////////////////////////////////////////////////////////////
    BSTreeNode* ConvertNode(BSTreeNode* pNode, bool asRight)
    {
      
    if(!pNode)
        
    return NULL;
      BSTreeNode 
    *pLeft = NULL;
      BSTreeNode 
    *pRight = NULL;

      
    // Convert the left sub-tree
      if(pNode->m_pLeft)
        pLeft 
    = ConvertNode(pNode->m_pLeft, false);

      
    // Connect the greatest node in the left sub-tree to the current node
      if(pLeft)
      {
        pLeft
    ->m_pRight = pNode;
        pNode
    ->m_pLeft = pLeft;
      }
      
    // Convert the right sub-tree
      if(pNode->m_pRight)
        pRight 
    = ConvertNode(pNode->m_pRight, true);
      
    // Connect the least node in the right sub-tree to the current node
      if(pRight)
      {
        pNode
    ->m_pRight = pRight;
        pRight
    ->m_pLeft = pNode;
      }

      BSTreeNode 
    *pTemp = pNode;
      
    // If the current node is the right child of its parent,
      
    // return the least node in the tree whose root is the current node
      if(asRight)
      {
        
    while(pTemp->m_pLeft)
          pTemp 
    = pTemp->m_pLeft;
      }
      
    // If the current node is the left child of its parent,
      
    // return the greatest node in the tree whose root is the current node
      else
      {
        
    while(pTemp->m_pRight)
          pTemp 
    = pTemp->m_pRight;
      }
      pLeft 
    = NULL;
      pRight 
    = NULL;
      
    return pTemp;

    }

    ///////////////////////////////////////////////////////////////////////
    // Covert a binary search tree into a sorted double-linked list
    // Input: the head of tree
    // Output: the head of sorted double-linked list
    ///////////////////////////////////////////////////////////////////////
    BSTreeNode* Convert(BSTreeNode* pHeadOfTree)
    {
      
    // As we want to return the head of the sorted double-linked list,
      
    // we set the second parameter to be true
      return ConvertNode(pHeadOfTree, true);
    }

    BSTreeNode 
    * Insert_Node(BSTreeNode* root,int nodeValue)
    {

      BSTreeNode
    * newnode=(BSTreeNode *)malloc(sizeof(BSTreeNode));     
      newnode
    ->m_nValue = nodeValue;
      newnode
    ->m_pLeft=NULL;
      newnode
    ->m_pRight=NULL;
      
      
    if ( root == NULL)
      {
        
    return newnode;
      }
      
      BSTreeNode 
    * pCurrentNode = root; 
      BSTreeNode 
    * pParentNode;
      
    while ( pCurrentNode != NULL )
      {
          pParentNode 
    = pCurrentNode;
          
    if ( pCurrentNode->m_nValue > nodeValue)
          {
              pCurrentNode 
    = pCurrentNode ->m_pLeft;
          } 
          
    else
          {
              pCurrentNode 
    = pCurrentNode->m_pRight;
          }
      }
      
    if ( pParentNode->m_nValue > nodeValue )
      {
          pParentNode
    ->m_pLeft = newnode;
      }
      
    else
      {
          pParentNode
    ->m_pRight = newnode;
      }
      
    return root;
    }

    /*创建二叉树*/
    BSTreeNode 
    * Create_Btree(int *data, int len)
    {
      BSTreeNode 
    *root = NULL;
      
    int i;
      
    for ( i = 0; i < len ; i++ )
      {
        root 
    =  Insert_Node( root,data[i] );
      }
      
    return root;
    }

    /*中序遍历二叉树*/
    void inorder(BSTreeNode * pHead)
    {
      
    if(pHead!=NULL)
      {
        inorder(pHead
    ->m_pLeft);
        printf(
    "  %d  ",pHead->m_nValue);
        inorder(pHead
    ->m_pRight);
      }
    }

    /*打印二叉树*/
    void PrintBSTree(BSTreeNode* pHead)
    {
      
    while (pHead != NULL)
      {
         printf(
    "  %d  ",pHead->m_nValue);
         pHead 
    = pHead->m_pRight;
      }
    };

    /*通过中序遍历二叉树,并调整顺序*/
    void ConvertNode(BSTreeNode* pNode, BSTreeNode* & pLastNodeInList)
    {
      
    if(pNode == NULL)
        
    return;

      BSTreeNode 
    *pCurrent = pNode;

      
    // Convert the left sub-tree
      if (pCurrent->m_pLeft != NULL)
        ConvertNode(pCurrent
    ->m_pLeft, pLastNodeInList);

      
    // Put the current node into the double-linked list
      pCurrent->m_pLeft = pLastNodeInList;
      
    if(pLastNodeInList != NULL)
        pLastNodeInList
    ->m_pRight = pCurrent;

      pLastNodeInList 
    = pCurrent;

      
    // Convert the right sub-tree
      if (pCurrent->m_pRight != NULL)
        ConvertNode(pCurrent
    ->m_pRight, pLastNodeInList);
    }

    BSTreeNode
    * Convert_Node_DoubleList(BSTreeNode* pHeadOfTree)
    {
      BSTreeNode 
    *pLastNodeInList = NULL;
      ConvertNode(pHeadOfTree, pLastNodeInList);

      
    // Get the head of the double-linked list
      BSTreeNode *pHeadOfList = pLastNodeInList;
      
    while(pHeadOfList && pHeadOfList->m_pLeft)
        pHeadOfList 
    = pHeadOfList->m_pLeft;

      
    return pHeadOfList;
    }

    int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
    {
      BSTreeNode 
    *root = NULL;
      
    int arry[] = {10,6,4,8,14,12,16};

      
    //创建二叉树
      root = Create_Btree(arry,sizeof( arry)/ sizeof (int));

      
    //中序遍历
      inorder( root );

      cout
    << endl;

      
    //第一种方法。
      
    // root= Convert( root );

      
    //第二种方法
      root = Convert_Node_DoubleList( root);

      PrintBSTree( root );

      root 
    = NULL;
      
    }


  • 相关阅读:
    显存与纹理内存详解
    UE4 编译虚幻引擎
    利用Lua脚本语言制作魔兽WOW插件
    详解液晶面板制造全过程
    游戏引擎剖析
    数据库常见面试题
    Selenium Webdriver元素定位的八种常用方式
    Windows 安装 Mongodb
    Redis在windows下安装过程
    python 关于一个懒惰和非懒惰的
  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/likwo/p/1911392.html
Copyright © 2011-2022 走看看