剑指Offer 27 二叉搜索树与双向链表

最新推荐文章于 2022-06-21 16:18:55 发布

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本文介绍了一种不创建新节点，仅通过调整节点指针将二叉搜索树转换为排序双向链表的方法。利用中序遍历，记录前一节点并建立连接，最终形成有序链表。

题目

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，只能调整结点指针的指向。

思路

对于二叉搜索树，采用中序遍历按照从小到大的顺序遍历二叉树的每一个结点，因此，只需要记录上一个结点lastNodeInList，将其和当前遍历的结点连接起来，便可实现转换。
初始化：需要一个共享的静态变量lastNodeInList，以便在两次递归调用中传递上一次的结果。初始值为null，因为head的上一个结点为null；
终止条件：考虑到终止时，lastNodeInList指向倒数第二个结点，current指向倒数第一个结点，此时整个双向链表已经完成，此时可以退出递归了；
循环过程：将lastNodeInList的下一节点为current，current的上一节点为lastNodeInList，更新lastNodeInList为current
特殊情况：
在初始情况下，lastNodeInList为null，此时无法将它下一结点置为current；

import datastructure.search.BiTreeNode;

public class Q27Convert {
    public static BiTreeNode lastNodeInList=null;

    public static BiTreeNode convert(BiTreeNode root){
        convertNode(root);
        BiTreeNode head=lastNodeInList;
        while (head!=null&&head.leftChild!=null){
            head=head.leftChild;
        }
        return head;
    }

    public static void convertNode(BiTreeNode node){
        if (node==null)
            return;
        BiTreeNode current=node;
        //对于双向链表的头结点，current.leftChild为null
        if (current.leftChild!=null)
            convertNode(current.leftChild);
        current.leftChild=lastNodeInList;
        //初始情况下lastNodeInList为null，要和一般情况分开
        if (lastNodeInList!=null)
            lastNodeInList.rightChild=current;
        lastNodeInList=current;
        //对于双向链表的尾结点的情况，此时倒数第一和倒数第二结点都已经连接了，整个双向链表已经形成
        if (current.rightChild!=null)
            convertNode(current.rightChild);
    }

    public static void traverse(BiTreeNode head){
        System.out.println("From head to tail:");
        while (head.rightChild!=null){
            System.out.println(head.data);
            head=head.rightChild;
        }
        System.out.println(head.data);
        System.out.println("From tail to head:");
        while (head.leftChild!=null){
            System.out.println(head.data);
            head=head.leftChild;
        }
        System.out.println(head.data);

    }
    public static void main(String[] args) {
        int[] array={3,2,1,4,5};
        BiTreeNode root=BiTreeNode.create(array);
        BiTreeNode head=convert(root);
        traverse(head);
    }
}