Flatten Binary Tree to Linked List

本文介绍了一种使用递归方法实现二叉树的前序展平算法,并提供了一个混合迭代与递归的方法。此外,还展示了如何在二叉搜索树中填充每个节点到其后继节点的引用及查找第X个节点。

注意要传previous node,而java中不能传reference

法一:prev为static variable   法二:用个array wrap它...

1. Preorder flatten(Leetcode):

public class Solution { 
    TreeNode prev = null;
    public void flatten(TreeNode root) { 
        if (root == null) {
            return;
        }
        TreeNode rightnode = root.right;
        if (prev != null) {
            prev.left = null;
            prev.right = root;
        }
        
        prev = root;
        flatten(root.left);
        
       // prev = root.left;
        flatten(rightnode);
    } 
} 


之前写的混有iteration的recursion
public class Solution { 
    public void flatten(TreeNode root) { 
       // use recursion
        if(root == null) return;
        
        TreeNode left = root.left;
        TreeNode right = root.right;
        
        flatten(root.left);
        flatten(root.right);

        root.right = left;
        root.left = null;
        
        TreeNode temp = root;
        while(temp.right!=null){
            temp = temp.right;
        }
        temp.right = right;
    } 
}


2. populating each node to its successor in BST

public void addSuccessor(Node node, Node[] prev) {
  if (node == null)
    return;
  addSuccessor(node.left, prev);
  if (prev[0] != null)
    prev[0].next = node;
  prev[0] = node;
  addSuccessor(node.right, prev);
}

3. find the xth node in BST

public TreeNode getNthNode(TreeNode node, IntWrapper i, int x) {
  if (node == null)
    return null;
  TreeNode foundAtLeft = getNthNode(node.left, i, x);
  i.val++;
  if (i.val == x)
     return node;
  if (foundAtLeft != null)
    return foundAtLeft;
    return getNthNode(node.right, i, x);
}


这段代码是一个**二叉树展开为链表**的解法,采用的是**后序遍历 + 头插法**的方式,将二叉树就地转换为一个**右偏的单链表**(即所有节点的 `left` 指针为空,`right` 指针指向后继节点)。 --- ## ✅ 问题描述(LeetCode 114. 二叉树展开为链表) 将一个二叉树原地修改为一个右偏的链表,例如: ``` 1 / \ 2 5 / \ \ 3 4 6 ``` 变成: ``` 1 \ 2 \ 3 \ 4 \ 5 \ 6 ``` --- ## ✅ 代码解析 ```cpp class Solution { TreeNode* head; // 用于记录当前链表的头部 public: void flatten(TreeNode* root) { if (root == nullptr) { return; } // 后序遍历:右 -> 左 -> 根 flatten(root->right); flatten(root->left); // 将当前节点插入链表头部 root->left = nullptr; // 左指针置空 root->right = head; // 右指针指向当前链表头 head = root; // 更新链表头为当前节点 } }; ``` --- ## 🧠 通俗解释 想象你是一个木匠,正在把一棵树的枝干**从下到上****从右到左**地一根一根地连接起来。 - 先处理右子树,再处理左子树,最后处理当前节点(**后序遍历**)。 - 使用一个 `head` 指针,始终指向链表的头部。 - 每次处理一个节点时,把它插在链表最前面(**头插法**)。 - 插入时,设置 `left = nullptr`,`right = head`,然后更新 `head`。 这样,整个树就被**从下到上地构建出一个右偏的链表**。 --- ## 🔁 举个例子 假设输入如下二叉树: ``` 1 / \ 2 5 / \ \ 3 4 6 ``` 后序遍历顺序为:3 → 4 → 2 → 6 → 5 → 1 构建过程如下: - 处理 3 → 链表:3 - 处理 4 → 链表:4 → 3 - 处理 2 → 链表:2 → 4 → 3 - 处理 6 → 链表:6 → 2 → 4 → 3 - 处理 5 → 链表:5 → 6 → 2 → 4 → 3 - 处理 1 → 链表:1 → 5 → 6 → 2 → 4 → 3 最终变成一个右偏的链表。 --- ## ✅ 时间复杂度 & 空间复杂度 - **时间复杂度**:O(n),每个节点访问一次。 - **空间复杂度**:O(h),递归栈深度,h 是树的高度。 --- ## ✅ 与其它方法的比较 | 方法 | 特点 | |------|------| | 前序遍历 + 重建链表 | 简单直观,但需要额外 O(n) 空间 | | 迭代 + 栈 | 类似前序遍历,需要栈空间 | | 后序遍历 + 头插法(本解法) | 原地修改,空间复杂度 O(h),递归栈开销 | | Morris 遍历 | 空间复杂度 O(1),最优化,但实现较复杂 | --- ###
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