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题目地址(36. 二叉搜索树与双向链表)

https://leetcode-cn.com/problems/er-cha-sou-suo-shu-yu-shuang-xiang-lian-biao-lcof/

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。
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。
注意：本题与主站 426 题相同：https://leetcode-cn.com/problems/convert-binary-search-tree-to-sorted-doubly-linked-list/
注意：此题对比原题有改动。

前置知识

公司

• 暂无

思路

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：

排序链表： 节点应从小到大排序，因此应使用 中序遍历 “从小到大”访问树的节点。
双向链表： 在构建相邻节点的引用关系时，设前驱节点 pre 和当前节点 cur ，不仅应构建 pre.right = cur ，也应构建 cur.left = pre 。
循环链表： 设链表头节点 head 和尾节点 tail ，则应构建 head.left = tail 和 tail.right = head 。
dfs(cur): 递归法中序遍历；

终止条件： 当节点 cur 为空，代表越过叶节点，直接返回；
递归左子树，即 dfs(cur.left) ；
构建链表：
当 pre 为空时： 代表正在访问链表头节点，记为 head ；
当 pre 不为空时： 修改双向节点引用，即 pre.right = cur ， cur.left = pre ；
保存 cur ： 更新 pre = cur ，即节点 cur 是后继节点的 pre ；
递归右子树，即 dfs(cur.right) ；
treeToDoublyList(root)：

特例处理： 若节点 root 为空，则直接返回；
初始化： 空节点 pre ；
转化为双向链表： 调用 dfs(root) ；
构建循环链表： 中序遍历完成后，head 指向头节点， pre 指向尾节点，因此修改 head 和 pre 的双向节点引用即可；
返回值： 返回链表的头节点 head 即可；

关键点

代码

• 语言支持：Java

Java Code:

/*
// 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 {
    //前驱 头结点
    Node pre , head;
    public Node treeToDoublyList(Node root) {
        if (root == null) {
            return null;
        }
        dfs(root);
        //首尾相连
        head.left = pre;
        pre.right = head;
        return head;
    }
    private void dfs(Node cur) {
        if (cur == null) {
            return;
        }
        //中序
        dfs(cur.left);
        //前驱 =null 说明是第一次遍历 用head记录首个节点
        if (pre == null) {
            head = cur;
        }else{
            //不为空就让前驱的右节点等于当前的节点 这里一定要是else 因为pre不能为空
            pre.right =cur;
        }
        //这个和上面的是为了把pre和cur相连
        cur.left = pre;
        //cur也就是下轮的pre
        pre = cur;
        dfs(cur.right);
    }
}

复杂度分析

令 n 为数组长度。

• 时间复杂度：#card=math&code=O%28n%29&id=QQhQH)
• 空间复杂度：#card=math&code=O%28n%29&id=xI2Ro)