分治-二叉搜索树与双向链表-JZ26

最新推荐文章于 2025-06-07 13:01:15 发布

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#剑指offer #二叉搜索树转化为双向链表 #分治法 #双链表 #二叉树

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本文详细介绍了如何将一棵二叉搜索树转换为一个排序的双向链表，通过中序遍历的方法，不创建新节点，只调整原有节点的指针，使得链表从左到右和从右到左都保持有序。同时提供了具体的Java代码实现，包括关键步骤和注意事项。

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双向链表。如下图所示
图片来自牛客网

注意:
1.要求不能创建任何新的结点，只能调整树中结点指针的指向。当转化完成以后，树中节点的左指针需要指向前驱，树中节点的右指针需要指向后继
2.返回链表中的第一个节点的指针
3.函数返回的TreeNode，有左右指针，其实可以看成一个双向链表的数据结构
4.你不用输出或者处理，示例中输出里面的英文，比如"From left to right are:"这样的，程序会根据你的返回值自动打印输出

示例:

输入: {10,6,14,4,8,12,16}
输出:From left to right are:4,6,8,10,12,14,16;From right to left are:16,14,12,10,8,6,4;
解析:
输入就是一棵二叉树，如上图，输出的时候会将这个双向链表从左到右输出，以及从右到左输出，确保答案的正确

示例1

输入： {10,6,14,4,8,12,16}
返回值： From left to right are:4,6,8,10,12,14,16;From right to left are:16,14,12,10,8,6,4;

示例2

输入： {5,4,#,3,#,2,#,1}
返回值： From left to right are:1,2,3,4,5;From right to left are:5,4,3,2,1;
说明：树只有左子树
5
/
4
/
3
/
2
/
1 树的形状如上图

思路
1.使用二叉树的中序遍历可以获得一个要求链表结点的访问顺序；
2.在这个顺序中，我们要存储前一个节点的结点cur（双链表尾结点）和当前的结点pre（cur的值一定是比pre小的），
3.修改pre和cur的左右指向，cur.right = pre; pre.left = cur;
中序遍历核心代码

Node pre;
Node cur;
dfs(root){
   // 递归左节点
   dfs(root.left);
   // 处理结点指针
   cur.right = pre;
   pre.left = cur;
   cur = pre;
   // 递归右节点
   dfs(root.right);
}

代码
使用全局成员变量lastNodeInList 表示遍历的双连标的尾结点，参数pRootOfTree就表示当前结点，修改两个节点的结点的左右指针指向，注意防止NPE。

/**
public class TreeNode {
    int val = 0;
    TreeNode left = null;
    TreeNode right = null;

    public TreeNode(int val) {
        this.val = val;

    }

}
*/
public class Solution {
	//双链表尾结点
    TreeNode lastNodeInList = null;
    public TreeNode Convert(TreeNode pRootOfTree) {
        convertNode(pRootOfTree);
        
        TreeNode headNodeInList = lastNodeInList;
        while (headNodeInList != null && headNodeInList.left != null) {
            headNodeInList = headNodeInList.left;
        }
        return headNodeInList;
    }
    
    private void convertNode(TreeNode pRootOfTree) {
        if (pRootOfTree == null) {
            return;
        }
        if (pRootOfTree.left != null) {
            convertNode(pRootOfTree.left);
        }
        
        pRootOfTree.left = lastNodeInList;
        if (lastNodeInList != null) {
            lastNodeInList.right = pRootOfTree;
        }
        lastNodeInList = pRootOfTree;
        
        if (pRootOfTree.right != null) {
            convertNode(pRootOfTree.right);
        }
    }
}