剑指offer:二叉搜索树与双向链表

原创已于 2022-02-28 17:23:25 修改 · 256 阅读

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#链表 #leetcode #二叉搜索树

于 2022-02-28 17:22:33 首次发布

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本篇博客介绍了一种在不创建新节点的情况下，将一棵二叉搜索树转换为有序双向链表的方法。通过中序遍历，调整节点的左右指针，使得链表从左到右和从右到左都能按顺序遍历。具体步骤包括找到链表起点，中序遍历并调整指针，最后返回链表头节点。此算法的空间复杂度为O(1)，时间复杂度为O(n)。

描述

输入一棵二叉搜索树，将该二叉搜索树转换成一个排序的双向链表。如下图所示

数据范围：输入二叉树的节点数 0 \le n \le 10000≤n≤1000，二叉树中每个节点的值 0\le val \le 10000≤val≤1000
要求：空间复杂度O(1)O(1)（即在原树上操作），时间复杂度 O(n)O(n)

注意:

1.要求不能创建任何新的结点，只能调整树中结点指针的指向。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
2.返回链表中的第一个节点的指针
3.函数返回的TreeNode，有左右指针，其实可以看成一个双向链表的数据结构

4.你不用输出双向链表，程序会根据你的返回值自动打印输出

输入描述：

二叉树的根节点

返回值描述：

双向链表的其中一个头节点。

示例1

输入：

{10,6,14,4,8,12,16}

复制返回值：

From left to right are:4,6,8,10,12,14,16;From right to left are:16,14,12,10,8,6,4;

复制说明：

输入题面图中二叉树，输出的时候将双向链表的头节点返回即可。

示例2

输入：

{5,4,#,3,#,2,#,1}

复制返回值：

From left to right are:1,2,3,4,5;From right to left are:5,4,3,2,1;

复制说明：

思路:

1.需要一个全局指针保存pre

2.需要先找到双向链表的头节点,最终返回头节点

3.在中序遍历的同时,去调整指针

4.调整细节,root->left先指向pre,然后pre->right指向root,pre指向root

/*
struct TreeNode {
	int val;
	struct TreeNode *left;
	struct TreeNode *right;
	TreeNode(int x) :
			val(x), left(NULL), right(NULL) {
	}
};*/
class Solution {
public:
    TreeNode* pre;
    TreeNode* Convert(TreeNode* pRootOfTree) {
        if(!pRootOfTree) return nullptr;
        TreeNode* p=pRootOfTree;
        //找到左节点为开始节点
        while(p->left) p=p->left;
        visit(pRootOfTree);
        return p;
    }
    
    void visit(TreeNode* pRootOfTree){
        if(!pRootOfTree) return;
        visit(pRootOfTree->left);
        //正常中序遍历
        pRootOfTree->left=pre;         //先调整root的左指针
        if(pre)pre->right=pRootOfTree; //再调整pre的右指针
        pre=pRootOfTree;               //最后pre指向root

        visit(pRootOfTree->right);
    }
};