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二叉搜索树与双向链表

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。

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

遇到树相关的题目，递归肯定是没错的，题目所给的是二叉搜索树，故采用中序遍历，以保证节点的有序性，先把整体的框架写上，然后再想如何对根节点进行操作。

// 中序遍历
void dfs(Node root) {
    if(root == null) return;
    dfs(root.left); // 左
    ... // 根
    dfs(root.right); // 右
}

根据题目要求，头尾节点也需要指针连接，这种情况无法使用递归实现，所以需要自己定义递归函数，调用该递归函数，然后再将首尾节点连接。

因为需要记录左子节点的状态，以作为前驱节点，故需要全局变量来记录前驱节点。

记前驱节点为 pre，当前节点为 cur，则我们需要做的操作是

将 pre 的后继节点赋值为 cur
cur 的前驱节点赋值为 pre
pre 后移，即 pre = cur

递归完成以上操作。

初始状态下，pre 为空，则此时的 cur 为头节点，将该节点保存为 head，以作为返回值。

题解

class Solution {
    private Node head, pre;

    public Node treeToDoublyList(Node root) {
        if(root == null) {
            return null;
        }
        dfs(root);
        pre.right = head;     //此时 pre 位于尾节点，需要连接头节点
        head.left = pre;
        return head;
    }

    private void dfs(Node cur) {
        if(cur == null) {
            return;
        }
        dfs(cur.left);
        
        if(pre != null) {           // 1. 将 pre 的后继节点赋值为 cur
            pre.right = cur;
        }else {                     // !!!  pre 为空，表示当前访问的是头节点
            head = cur;
        }
        cur.left = pre;            // 2. cur 的前驱节点赋值为 pre
        pre = cur;                 // 3. pre 后移，即 pre = cur
        
        dfs(cur.right);
    }
}

每日算法——将二叉搜索树转换为双向链表

二叉搜索树与双向链表

思路

题解