109. 有序链表转换二叉搜索树

给定一个单链表，其中的元素按升序排序，将其转换为高度平衡的二叉搜索树。

本题中，一个高度平衡二叉树是指一个二叉树每个节点 的左右两个子树的高度差的绝对值不超过 1。

示例:

给定的有序链表： [-10, -3, 0, 5, 9],

一个可能的答案是：[0, -3, 9, -10, null, 5], 它可以表示下面这个高度平衡二叉搜索树：

0
/
-3 9
/ /
-10 5

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/convert-sorted-list-to-binary-search-tree

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class ConvertSortedListToBST109 {
    static class TreeNode {
        int val;
        TreeNode left;
        TreeNode right;
        TreeNode(int x) {
            this.val  = x;
        }
    }    
    static class ListNode {
        int val;
        ListNode next;
        ListNode(int x) {
            this.val = x;
        }
    }
    public TreeNode sortedListToBST(ListNode head) {
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        ListNode cur = head;
        while(cur != null) {
            list.add(cur.val);
            cur = cur.next;
        }        
        return toBST(list, 0, list.size() - 1);
    }
    
    public TreeNode toBST(List<Integer> list, int start, int end) {
        if(start > end) { //相等的时候需要返回这一个节点，所以不能返回null
            return null;
        }
        //或这当start == end时，直接返回节点
/*        if(start == end) {
            return new TreeNode(nums[start]);
        }*/
        int mid = (start + end) / 2;
        TreeNode root = new TreeNode(list.get(mid));
        root.left = toBST(list, start, mid - 1);
        root.right = toBST(list, mid + 1, end);
        return root;
    }
    
    //方法二：直接查找链表的中间节点
    public TreeNode sortedListToBST2(ListNode head) {
        if(head == null) {
            return null;
        }
        if(head.next == null) {
            return new TreeNode(head.val);
        }
        ListNode mid = searchMidNode(head);

        TreeNode root = new TreeNode(mid.val);
        root.left = sortedListToBST2(head);
        root.right = sortedListToBST2(mid.next);
        return root;
    }
    public ListNode searchMidNode(ListNode head) {
        if(head == null) {
            return null;
        }
        ListNode breakNode = null;
        ListNode slow = head;
        ListNode fast = head;
        while(fast != null && fast.next != null) {
            breakNode = slow;
            slow = slow.next;
            fast = fast.next.next;
        }
        if(breakNode != null){  //打断链表，将中间节点前一个节点置null，这样左子树就不会查找整个链表
            breakNode.next = null;
        }
        return slow;
    }
}