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剑指offer36:二叉搜索树与双向链表

程序员文章站 2022-05-06 21:38:17
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题目: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。
以下面的二叉搜索树为例:
剑指offer36:二叉搜索树与双向链表
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。
剑指offer36:二叉搜索树与双向链表
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。

这道题生成的题是排序循环链表,对于二叉搜索树使用中序遍历可以从小到大的排列。其实这道题本质是考的二叉树的线索化,准确的说是二叉树搜索树中序遍历的线索化。在线索化树中每个节点都有一个前驱后继指针。这道题比线索化简单一点,不需要设置标志位。

回顾:二叉树的线索化在一般的二叉树中,我们只知道某个节点的左右孩子,并不能知道某个节点在某种遍历方式的的直接前驱和后继;如果能知道“前驱”和“后继”信息,就可以把二叉树看成是一个链表结构,从而可以像遍历链表那样来遍历二叉树,进而提高效率。
中序线索二叉树的构造:
| lchild |ltag |data | data | rtag| rchild|
其中ltag和rtag为标识域,ltag=0,则表示lchild为指针,指向左孩子;如果ltag=1表示为线索,指向结点的直接前驱。

在本题中,我们定义前驱结点pre,当前结点cur。pre.right = cur, cur.left= pre.
剑指offer36:二叉搜索树与双向链表

/*
// Definition for a Node.
class Node {
    public int val;
    public Node left;
    public Node right;

    public Node() {}

    public Node(int _val) {
        val = _val;
    }

    public Node(int _val,Node _left,Node _right) {
        val = _val;
        left = _left;
        right = _right;
    }
};
*/
class Solution {
    Node head = null, pre = null;
    public Node treeToDoublyList(Node root) {
        if(root == null) return null;
        dfs(root);
        //这时pre指向的是最后一个位置,需要将head和最后一个节点连接起来
        head.left = pre;
        pre.right = head;
        return head;
    }
    void dfs(Node root){
        if(root == null) return;
        //中序:左、中、右
        dfs(root.left);
        if(pre == null){
            head = root;
        }else{
            pre.right = root;
        }
        root.left = pre;
        pre = root;
        dfs(root.right);
    }
}
相关标签: 数据结构与算法