剑指 Offer 36. 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。

/*
// Definition for a Node.
class Node {
public:
    int val;
    Node* left;
    Node* right;
    Node() {}
    Node(int _val) {
        val = _val;
        left = NULL;
        right = NULL;
    }
    Node(int _val, Node* _left, Node* _right) {
        val = _val;
        left = _left;
        right = _right;
    }
};
*/
class Solution {
public:
    Node* treeToDoublyList(Node* root) {
        if(root == NULL) return NULL;
        inOrder(root);
        head->left = tail;
        tail->right = head;
        return head;
    }
    void inOrder(Node* root){
        if(root == NULL) return;
        inOrder(root->left);
        if(!tail) {
            head = root; // 当tail还不存在，也就是root此时在整个BST的最左边的节点，这个节点就是head
        }
        else {
            tail -> right = root; // 前一个节点的right是当前节点
            root -> left = tail; // 当前节点的left是前一个节点
        }
        tail = root; // 将前一个节点更新为当前节点（所以到最后，tail就会挪到整个BST的最右边的节点，这个节点就是链表的尾节点）
        inOrder(root->right);
    }
private:
    Node* head, *tail;
};