【JZ36 二叉搜索树与双向链表】

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

数据范围： 输入二叉树的节点数 0 ≤ n ≤ 1000，二叉树中每个节点的值 0 ≤ val ≤ 1000

要求： 空间复杂度 O(1)（即在原树上 *** 作），时间复杂度 O(n)

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. 你不用输出双向链表，程序会根据你的返回值自动打印输出

输入描述： 二叉树的根节点

返回值描述： 双向链表的其中一个头节点。

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;

说明：输入题面图中二叉树，输出的时候将双向链表的头节点返回即可。

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：
                    5
                  /
                4
              /
            3
          /
        2
      /
    1
树的形状如上图

已知将二叉搜索树进行中序遍历可以得到由小到大的顺序排列，因此本题最直接的想法就是进行中序遍历。

将中序遍历的结果用数组存储下来，得到的数组是有从小到大顺序的。

最后将数组中的结点依次连接即可。

示意图如下：

代码

class Solution {
public:
    vector<TreeNode*> TreeList;//定义一个数组，根据中序遍历来存储结点。


 
    void inorder(TreeNode* root){
        if (!root) return;
        inorder(root->left);
        TreeList.push_back(root);
        inorder(root->right);
    }
    TreeNode* Convert(TreeNode* pRootOfTree) {
         if (!pRootOfTree) return pRootOfTree;
        inorder(pRootOfTree);
        for (int i=0;i<TreeList.size()-1;i++){ //根据数组中的顺序将结点连接，注意i的范围。


            TreeList[i]->right = TreeList[i+1];
            TreeList[i+1]->left = TreeList[i];
        }
        return TreeList[0];//数组的头部存储的是双向链表的第一个结点。


        
    }
};

运行时间：5ms
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占用内存：520KB
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方法二

依旧采取中序遍历。

根据题目的要求1，不能创建新的结点，而方法一的数组中存储的其实是结点，并不满足题意；所以需要在中序遍历的过程中，直接对结点的指针进行调整。

调整的思路如下：

（1）使用一个指针preNode指向当前结点root的前继。

（例如root为指向10的时候，preNode指向8，如图所示：）

（2）对于当前结点root，有root->left要指向前继preNode（中序遍历时，对于当前结点root，其左孩子已经遍历完成了，此时root->left可以被修改。

）；同时，preNode->right要指向当前结点（当前结点是preNode的后继），此时对于preNode结点，它已经完全加入双向链表。

代码

class Solution {
public:
    vector<TreeNode*> TreeList;//定义一个数组，根据中序遍历来存储结点。



    void inorder(TreeNode* root){
        if (!root) return;
        inorder(root->left);
        TreeList.push_back(root);
        inorder(root->right);
    }
 
    TreeNode* Convert(TreeNode* pRootOfTree) {
        if (!pRootOfTree) return pRootOfTree;
        inorder(pRootOfTree);
        for (int i=0;i<TreeList.size()-1;i++){ //根据数组中的顺序将结点连接，注意i的范围。


            TreeList[i]->right = TreeList[i+1];
            TreeList[i+1]->left = TreeList[i];
        }
        return TreeList[0];//数组的头部存储的是双向链表的第一个结点。


        
    }
};

运行时间：3ms
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占用内存：548KB
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