LeetCode 热题 HOT 100 第44天：“二叉树展开为链表”

继续刷LeetCode 热题 HOT 100 的题目，并且在博客更新我的solutions。在csdn博客中我会尽量用文字解释清楚，相关Java代码大家可以前往我的个人博客jinhuaiyu.com中查看。
题目：二叉树展开为链表
给你二叉树的根结点 root ，请你将它展开为一个单链表：
展开后的单链表应该同样使用 TreeNode ，其中 right 子指针指向链表中下一个结点，而左子指针始终为 null 。
展开后的单链表应该与二叉树 先序遍历 顺序相同。
示例 1：

输入：root = [1,2,5,3,4,null,6]
输出：[1,null,2,null,3,null,4,null,5,null,6]
示例 2：
输入：root = []
输出：[]
示例 3：
输入：root = [0]
输出：[0]
提示：
树中结点数在范围 [0, 2000] 内
-100 <= Node.val <= 100
进阶：你可以使用原地算法（O(1) 额外空间）展开这棵树吗？

solution 1：先得到先序遍历再改
将二叉树展开为单链表之后，单链表中的节点顺序即为二叉树的先序遍历访问各节点的顺序。因此，可以对二叉树进行先序遍历，获得各节点被访问到的顺序。由于将二叉树展开为链表之后会破坏二叉树的结构，因此在先序遍历结束之后更新每个节点的左右子节点的信息，将二叉树展开为单链表。
用递归实现先序遍历很简单，递归方法为：先将子树的根节点放入遍历list，再分别对左右子树进行递归调用先序遍历，递归终止条件是到达叶子结点。
但这种方法不符合进阶要求，用了O(n)空间的辅助数组。

solution 2：先序遍历和展开同步进行
在递归时同步展开很难进行，我们采用迭代的先序遍历，首先介绍这里的迭代过程：
用一个栈维护讨论了父结点但还没讨论自身的左右孩子节点。先将root入栈。开始循环讨论，当栈空时遍历结束。
每轮循环中：
弹出栈顶元素为当前遍历节点，如果它的左右孩子不为空，则以先右后左的顺序入栈，这样在下一轮循环中，弹出的要不就是前置节点的左孩子，否则前置节点不存在左孩子，弹出最近的祖先节点的右孩子。
上面就是迭代实现先序遍历的方法，我们可以设置一个前置节点的指针，保存好先序遍历过程中的前驱，每轮循环弹出当前节点后，如果存在前驱，就按题目要求接到前驱的右孩子（左孩子置空）。用担心前驱的右孩子丢失，因为上一轮循环已经将右孩子放入栈中了。在每轮循环最后，更新前置节点为当前节点即可。
这样我们就实现了一边遍历一边改造。

solution 3：Mirrors先序遍历
对于先序遍历来说，用Mirrors找前驱节点十分容易，如果能找到啊前驱节点，那么我们也可以一边遍历一边重新连接，而且不需要额外辅助空间。
对于当前遍历节点cur来说，如果它没有左孩子，则下一个即将遍历节点就是它的右孩子，根据题目要求，左孩子置空，右孩子是下一个节点，可以得知，这种情况我们完全不用改造，直接遍历下一个节点（右孩子）即可。
如果cur有左孩子，那么它的右孩子的前驱节点应该是左子树中先序遍历的最后一个（就是左孩子一直找right最后一个不为null的节点），我们可以直接把cur的右孩子（不管是不是null）手动连到其前驱节点的右孩子上（按题目要求的单链表顺序），然后把cur的左孩子接到cur原来右孩子的位置上。至此，我们回到了上一种情况，此时直接遍历下一个节点（新的右孩子，原来的左孩子）即可。

Finally，带有详细注释的代码放在我的个人博客http://jinhuaiyu.com/leetcode-flatten-binary-tree-to-linked-list/