剑指 Offer 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循环双向链表。要求不能创建任何新的节点，只能调整树中节点指针的指向。

以下面的二叉搜索树为例：
我们希望将这个二叉搜索树转化为双向循环链表。链表中的每个节点都有一个前驱和后继指针。对于双向循环链表，第一个节点的前驱是最后一个节点，最后一个节点的后继是第一个节点。

解题思路：
考虑对二叉搜索树变成双向链表，二叉搜索树的性质可知，对于每一个根节点其左子树的所有节点都小于根节点，右子树所有节点都大于根节点。而二叉树的中序遍历的结果就是从小到大排列。
考虑根节点4，当中序遍历首先遍历到叶节点1，叶节点1没有子节点，所以其左指针指向空，暂时没有右节点指向它。下一步递归到上一个节点2，并记录下节点1，节点2的左指针指向1,1的右节点指向2，下一步递归到3…
有了这个中序遍历的思想就可以编程实现了。
代码如下：

/*
// 每个节点的定义。
class Node {
public:
    int val;
    Node* left;
    Node* right;

    Node() {}

    Node(int _val) {
        val = _val;
        left = NULL;
        right = NULL;
    }

    Node(int _val, Node* _left, Node* _right) {
        val = _val;
        left = _left;
        right = _right;
    }
};
*/
class Solution {
public:
    Node* treeToDoublyList(Node* root) {
        if(root==NULL)return NULL;//如果root是空就返回空
        Node* temp=NULL;//定义一个新的空节点，主要是为了记录递归回去的时候方便双指针互相交换。
        Convert_Tree(root,temp);
        Node *head=NULL,*last=NULL;//定义两个新的节点，找到头节点和为节点。
        last=temp;
        while(temp->left)temp = temp->left;
        head = temp;
        head->left = last;
        last->right = head;
        return head;

        
    }
    void Convert_Tree(Node* root,Node* &temp){
        if(root==NULL)return;//中序遍历的思想左->操作->右
        if(root->left!=NULL)Convert_Tree(root->left,temp);
        root->left = temp;//temp记录的是上一步的节点，将此时的根节点左指针指向上一步的节点，初始是NULL因为最小值的左指针一开始就指向NULL，后面就对应每一个上一步的节点。
        if(temp!=NULL)temp->right = root;
        temp = root;
        if(root->right!=NULL)Convert_Tree(root->right,temp);
    }
};

注：temp最后的时候肯定是指向没有头尾相连的链表的尾结点，可以动手退一下，后面再根据这个找到头结点，将其首尾相连就可以了。