题目描述
给你二叉树的根结点 root ，请你将它展开为一个单链表：
展开后的单链表应该同样使用 TreeNode ，其中 right 子指针指向链表中下一个结点，而左子指针始终为 null 。
展开后的单链表应该与二叉树 先序遍历 顺序相同。
示例 1：
输入：root = [1,2,5,3,4,null,6] 输出：[1,null,2,null,3,null,4,null,5,null,6] 示例 2：
输入：root = [] 输出：[] 示例 3：
输入：root = [0] 输出：[0]
提示：
树中结点数在范围 [0, 2000] 内 -100 <= Node.val <= 100
进阶：你可以使用原地算法（O(1) 额外空间）展开这棵树吗？
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解题思路
思路1：深度优先遍历
- 题目要求展开后的单链表与前序遍历的顺序一致
- 则我们进行前序遍历
- 进而按顺序处理TreeNode节点的left指针和right指针的指向；
前序遍历的方式
- 递归的方式前序遍历
- 迭代的方式前序遍历
时空复杂度
-
时间复杂度：O(n)，其中 n 是二叉树的节点数。
- 前序遍历的时间复杂度是 O(n)，前序遍历之后，需要对每个节点更新左右子节点的信息，时间复杂度也是 O(n)。
-
空间复杂度：O(n)，其中 n 是二叉树的节点数。
- 空间复杂度取决于栈（递归调用栈或者迭代中显性使用的栈）和存储前序遍历结果的列表的大小，栈内的元素个数不会超过 n，前序遍历列表中的元素个数是 n。
递归代码
/**
* Definition for a binary tree node.
* class TreeNode {
* val: number
* left: TreeNode | null
* right: TreeNode | null
* constructor(val?: number, left?: TreeNode | null, right?: TreeNode | null) {
* this.val = (val===undefined ? 0 : val)
* this.left = (left===undefined ? null : left)
* this.right = (right===undefined ? null : right)
* }
* }
*/
/**
Do not return anything, modify root in-place instead.
*/
function flatten(root: TreeNode | null): void {
// 通过递归实现前序遍历
// 原地替换：left指向为null,right指向为TreeNode;
let list:TreeNode[]=[];
preorderTraversal(root,list)
for(let i=1;i<list.length;i++){
let prev=list[i-1],curr=list[i];
prev.left=null;
prev.right=curr
}
};
function preorderTraversal(root:TreeNode | null,list:TreeNode[]){
// 递归实现前序遍历
if(root!==null){
list.push(root);
preorderTraversal(root.left,list)
preorderTraversal(root.right,list)
}
}
迭代代码
function flatten(root: TreeNode | null): void {
// 深度优先遍历，利用栈stack的先进后出的原则进行前序遍历；
let list:TreeNode[]=[]; // 用于存储遍历节点；
let stack:TreeNode[]=[] // 用户进行深度优先遍历；
let node=root
// 栈迭代遍历；
while(node!==null||stack.length>0){
while(node!==null){
// 前序操作节点；
list.push(node);
stack.push(node);
node=node.left
}// 左节点遍历完毕；
// 开始迭代遍历右节点；
node=stack.pop();
node=node.right
}// end of while
// 处理链表指针
for(let i=1;i<list.length;i++){
let prev=list[i-1],curr=list[i];
prev.left=null;
prev.right=curr;
}// end of for loop
};
思路二：寻找前驱节点
- 题目要求按照前序遍历的方式展开列表
- 前序遍历的特点是：
- 根节点 、左子树、右子树；
- 如果一个节点的左子树为null，则不做展开操作；
- 否则，按照前序遍历的特点，
- 改节点root的左子树最后一个节点访问完后， 开始访问右子树；
- 该节点左子树最后一个节点即为左子树最右边的一个节点；
- 我们称之为前驱节点
- 综上：问题转换为寻找当前节点的前驱节点
编码思路
- 判断当前节点如果左子树不为空，则进行左子树最右边的节点的查找；作为前驱节点prev;
- 将当前前驱节点prev的右指针prev.right指向当前节点curr的右指针curr.right；
- 将当前节点curr的左指针清空curr.left=null;
- 将当前节点curr的右指针指向下一个遍历的节点；curr.right=next;
- 直到所有节点遍历完成；
时空复杂度
-
时间复杂度：O(n)，其中 n是二叉树的节点数。展开为单链表的过程中，需要对每个节点访问一次，在寻找前驱节点的过程中，每个节点最多被额外访问一次。
-
空间复杂度：O(1)。
代码
function flatten(root: TreeNode | null): void {
// 利用前序遍历的特点；原地更换右指针
let curr=root;
while(curr!==null){
// 寻找前驱节点：
if(curr.left!==null){
// 寻找最改左子树的最右边的节点即为前驱节点；
const next=curr.left;
let prev=next;
// 寻找前驱节点；
while(prev.right!==null){
prev=prev.right
}
prev.right=curr.right;
curr.left=null;
curr.right=next;
}//
curr=curr.right
}// end of while
};
二叉树相关回顾
【温故知新】101. 对称二叉树 利用队列、递归实现二叉树的判断
【温故知新】102. 二叉树的层序遍历 广度优先遍历、队列先进先出的原则
