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LeetCode 二叉搜索树与双向链表/特定深度节点链表

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二叉树展开为链表(114)

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。

为了让您更好地理解问题,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。

下图展示了上面的二叉搜索树转化成的链表。“head” 表示指向链表中有最小元素的节点。

image-20210629223513782.png

特别地,我们希望可以就地完成转换操作。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。还需要返回链表中的第一个节点的指针。

思路分析

因为是二叉查找树,二叉查找树的中序遍历就是从小到大的过程,我们可以在中序遍历的过程中进行处理双向循环链表,一开始先把头节点和尾部节点连接起来。pre用于记录双向链表中位于cur左侧的节点,即上一次迭代中的cur,当pre==null时,cur左侧没有节点,即此时cur为双向链表中的头节点;反之,pre!=null时,cur左侧存在节点pre,需要进行pre.right=cur的操作。pre是否为null对这句没有影响,且这句放在上面两句if else之前也是可以的。

代码展示

解法一:

Node head, pre;
    public Node treeToDoublyList(Node root) {
        if(root==null) return null;
        dfs(root);

        pre.right = head;
        head.left =pre;//进行头节点和尾节点的相互指向,这两句的顺序也是可以颠倒的

        return head;

    }

    public void dfs(Node cur){
        if(cur==null) return;
        dfs(cur.left);

        //pre用于记录双向链表中位于cur左侧的节点,即上一次迭代中的cur,当pre==null时,cur左侧没有节点,即此时cur为双向链表中的头节点
        if(pre==null) head = cur;
        //反之,pre!=null时,cur左侧存在节点pre,需要进行pre.right=cur的操作。
        else pre.right = cur;
       
        cur.left = pre;//pre是否为null对这句没有影响,且这句放在上面两句if else之前也是可以的。

        pre = cur;//pre指向当前的cur
        dfs(cur.right);//全部迭代完成后,pre指向双向链表中的尾节点
    }
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特定深度节点链表(面试题 04.03)

题目描述

给定一棵二叉树,设计一个算法,创建含有某一深度上所有节点的链表(比如,若一棵树的深度为 D,则会创建出 D 个链表)。返回一个包含所有深度的链表的数组。

示例 1:

输入:[1,2,3,4,5,null,7,8]

        1
       /  \ 11
      2    3
     / \    \ 
    4   5    7
   /
  8

输出:[[1],[2,3],[4,5,7],[8]]
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思路分析

这道题其实可以理解成层序遍历,若一棵树的深度为 D,则会创建出 D 个链表,相当于一个二维数组,然后依次一层层遍历下来。

代码展示

解法一:

public ListNode[] listOfDepth(TreeNode tree) {
        if(tree == null) return null;
        List<ListNode> list = new ArrayList<>();
        Deque<TreeNode> que = new ArrayDeque<>();
        que.add(tree);
        while(!que.isEmpty()){
            int n = que.size();
            ListNode dummy = new ListNode(0);
            ListNode cur = dummy;
            for(int i=0;i<n;i++){
                TreeNode curTree = que.removeFirst();
                cur.next = new ListNode(curTree.val);//生成新节点
                cur = cur.next;//向后移动
                if(curTree.left != null) que.addLast(curTree.left);
                if(curTree.right != null) que.addLast(curTree.right);
            }
            list.add(dummy.next);     
        }
        ListNode[] res = list.toArray(new ListNode[list.size()]);
        return res;
    }
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总结

二叉树的前中后,层序遍历是我们必须掌握的基本功,必须牢牢掌握。

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