面试题36：二叉搜索树与双向链表

题目描述

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。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。

递归方法：

思路：

1、把树分成三部分：根结点、左子树、右子树。把左子树中最大的结点与根结点连接起来，然后把右子树中最小的结点与根结点连接起来。
2、设置一个pre指针，指向前一个遍历的结点，使当前结点与pre指针指向的结点连接起来。
3、转换后的链表是排好序的，所以要用中序遍历遍历树的结点。

/*
struct TreeNode {
	int val;
	struct TreeNode *left;
	struct TreeNode *right;
	TreeNode(int x) :
			val(x), left(NULL), right(NULL) {
	}
};*/
class Solution {
public:
    TreeNode* Convert(TreeNode* pRootOfTree)
    {
        if(pRootOfTree==nullptr)
            return nullptr;
        //Pre指针，指向之前遍历的结点，也是转换完后最大的结点    
        TreeNode *PastNode=nullptr;
        
        TreeNode *ListNode;
        ConvertTree(pRootOfTree,PastNode);
        //调用完ConvertTree()函数后PastNode指向了链表中最后一个结点
        ListNode=PastNode;
        //还要找到他的头结点
        while(ListNode->left!=nullptr)
        {
            ListNode=ListNode->left;
        }
        return ListNode;
        
    }
    void ConvertTree(TreeNode *pRootOfTree,TreeNode *&PastNode)//传引用
    {
        if(pRootOfTree==nullptr)//递归出口
            return ;
        TreeNode *CurrentNode=pRootOfTree;//指向当前结点
        if(pRootOfTree->left!=nullptr)//左子树不为空时，遍历左子树
            ConvertTree(pRootOfTree->left,PastNode);
        //连接当前结点和它上一个结点（左边结点）
        CurrentNode->left=PastNode;
        if(PastNode !=nullptr)
            PastNode->right=CurrentNode;
            
        PastNode = CurrentNode;//转换完后要更新Past指针
        
        if(pRootOfTree->right!=nullptr)//右子树不为空时，遍历右子树
            ConvertTree(pRootOfTree->right,PastNode);
    }
};

非递归方法：

思路：

1、根据二叉树中序遍历的非递归算法，用栈来保存结点。
2、设置Pre指针，指向上一个中序遍历的上一个结点。连接当前结点与Pre指向的结点。

/*
struct TreeNode {
	int val;
	struct TreeNode *left;
	struct TreeNode *right;
	TreeNode(int x) :
			val(x), left(NULL), right(NULL) {
	}
};*/
class Solution {
public:
    TreeNode* Convert(TreeNode* pRootOfTree)
    {
        if(pRootOfTree==nullptr)
            return nullptr;
        stack<TreeNode *> s;//用栈保存结点
        TreeNode *ListHead=nullptr;//指向双向链表的头结点
        TreeNode *PreNode=nullptr;//指向中序遍历的上一个结点
        TreeNode *Root=pRootOfTree;
        bool FirstNode=true;//判断是否是第一个结点（双向链表的头结点）
        while(Root!=nullptr||!s.empty())
        {
            while(Root!=nullptr)
            {
                s.push(Root);
                Root=Root->left;//转向左子树，左子结点一直入栈
            }
            Root=s.top();
            s.pop();
            if(FirstNode)
            {
                ListHead=PreNode=Root;
                FirstNode=false;
            }
            else 
            {
                Root->left=PreNode;
                PreNode->right=Root;
                PreNode=Root;
            }
            Root=Root->right;//转向右子树
        }
        return ListHead;
    }
};