死磕算法系列文章
“Leetcode : https://leetcode-cn.com/problems/er-cha-sou-suo-shu-yu-shuang-xiang-lian-biao-lcof/
“GitHub : https://github.com/nateshao/leetcode/blob/main/algo-notes/src/main/java/com/nateshao/sword_offer/topic_29_treeToDoublyList/Solution.java
“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: 难度:中等
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。
本文解法基于性质:二叉搜索树的中序遍历为 递增序列 。将 二叉搜索树 转换成一个 “排序的循环双向链表” ,其中包含三个要素:
pre
和当前节点 cur
,不仅应构建 pre.right = cur
,也应构建 cur.left = pre
。head
和尾节点 tail
,则应构建 head.left = tail
和 tail.right = head
。算法流程:dfs (cur):
递归法中序遍历;
cur
为空,代表越过叶节点,直接返回;复杂度分析:
package com.nateshao.sword_offer.topic_29_treeToDoublyList;
/**
* @date Created by 邵桐杰 on 2021/12/2 15:31
* @微信公众号 程序员千羽
* @个人网站 www.nateshao.cn
* @博客 https://nateshao.gitee.io
* @GitHub https://github.com/nateshao
* @Gitee https://gitee.com/nateshao
* Description: 二叉搜索树与双向链表
*/
public class Solution {
// 1. 中序,递归,来自解题大佬
Node pre, head;
public Node treeToDoublyList(Node root) {
// 边界值
if(root == null) return null;
dfs(root);
// 题目要求头尾连接
head.left = pre;
pre.right = head;
// 返回头节点
return head;
}
void dfs(Node cur) {
// 递归结束条件
if(cur == null) return;
dfs(cur.left);
// 如果pre为空,就说明是第一个节点,头结点,然后用head保存头结点,用于之后的返回
if (pre == null) head = cur;
// 如果不为空,那就说明是中间的节点。并且pre保存的是上一个节点,
// 让上一个节点的右指针指向当前节点
else if (pre != null) pre.right = cur;
// 再让当前节点的左指针指向父节点,也就连成了双向链表
cur.left = pre;
// 保存当前节点,用于下层递归创建
pre = cur;
dfs(cur.right);
}
/**
* 思路:定义一个链表的尾节点,递归处理左右子树,最后返回链表的头节点
*
* @param pRootOfTree
* @return
*/
public Node Convert(Node pRootOfTree) {
Node lastlist = coverNode(pRootOfTree, null);
Node pHead = lastlist;
while (pHead != null && pHead.left != null) pHead = pHead.left;
return pHead;
}
public Node coverNode(Node root, Node lastlist) {
if (root == null) return null;
Node cur = root;
if (cur.left != null) coverNode(cur.left, lastlist);
cur.left = lastlist;
if (lastlist != null) lastlist.right = cur;
lastlist = cur;
if (cur.right != null) lastlist = coverNode(cur.right, lastlist);
return lastlist;
}
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;
}
}
}
参考链接:https://leetcode-cn.com/problems/er-cha-sou-suo-shu-yu-shuang-xiang-lian-biao-lcof/solution/mian-shi-ti-36-er-cha-sou-suo-shu-yu-shuang-xian-5