[剑指Offer] 36_二叉搜索树与双向链表

题目

输入一棵二叉树，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节点，只能调整树种节点指针的指向。

例：

输入：
            10
           /  \
          6    14
         / \   / \
        4   8 12  16
输出：
4<->6<->8<->10<->12<->14<->16

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思路

1. 中序遍历二叉搜索树，将节点存入列表，遍历链表调整。
   1. 时间复杂度：O(n)，2次遍历
   2. 空间复杂度：O(n)，列表空间
2. 以中序遍历二叉搜索树，将左子树的最大值连接到根节点，将根节点连接到右子树的最小值。
   1. 时间复杂度：O(n)，1次遍历
   2. 空间复杂度：O(n)，最差情况递归深度

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代码

思路2：时间复杂度：O(n)，空间复杂度：O(n)

def convert_binary_search_tree(root):
    """    
    :param root: binary search tree root
    :return: list node head
    """

    def inorder_convert(node, last_node):
        """        
        :param node: current node 
        :param last_node: subtree's list head connect to this node
        :return: list end
        """
        if not node:
            return None
        # left tree
        if node.left:
            last_node = inorder_convert(node.left, last_node)
        # root
        node.left = last_node
        if last_node:
            last_node.right = node
        last_node = node
        # right tree
        if node.right:
            last_node = inorder_convert(node.right, last_node)
        return last_node # end of list node

    if not root:
        return None
    head = inorder_convert(root, None)
    while head.left:
        head = head.left
    return head

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思考

1. 解题思路出来的很快，但是代码实现花了很久。主要原因在于没有想明白递归返回值如何设置。递归每次返回时，代表该子树已经重连成双向链表，而程序下一步应该以中序的顺序，将其余节点连接至其后面。中序的实现就是先递归左子树，在处理根节点（当前节点），在递归右子树。重连发生在根节点处理处。