剑指Offer之二十七-二叉搜索树与双向链表

二叉树结构

class TreeNode {
    int val = 0;
    TreeNode left = null;
    TreeNode right = null;
    public TreeNode(int val) {
        this.val = val;
    }
}

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双向链表。
• 要求不能创建任何新的结点，只能调整树中结点指针的指向。

思路：

1. 由于二叉搜索树的中序遍历就是排序的，如果是构造单链表，只需要一次中序遍历就可以了
2. 但现在需要构造双链表，也就是在中序遍历的过程中需要设置每个结点的left与right指针，现在问题是如何设置这两个指针
3. 二叉搜索树有一个特点，就是根结点的左子树上所有结点都比根结点的值小，而右子树上的所有结点的值都比根结点的值大
4. 利用这个性质，当遍历根结点的左孩子的时候，可以继续把其当做左子树的根结点，右孩子可以当做右子树的根结点，从而使用递归完成

步骤

• 以左子树为例，依次访问结点的左孩子，当遍历到叶子节点的时候，递归结束，并把该叶子结点设为左子树转换的双链表的第一个结点
• 然后把其父结点链在其右边，设置left和right指针；如果父结点有右孩子，则继续对其右孩子继续转换，链在父结点的右边(父结点的右孩子肯定比父结点大)
• 这样当左右子树都转换完成后，返回双链表的第一个结点就可以了

代码实现

public TreeNode convert(TreeNode pRootOfTree) {
    if(pRootOfTree == null){
        return null;
    }
    if(pRootOfTree.left == null && pRootOfTree.right == null){
        return pRootOfTree;
    }
    TreeNode pLastNodeOfLeftList = convert(pRootOfTree.left);
    TreeNode p = pLastNodeOfLeftList;
    //定位到左子树双链表的最后一个结点
    while(p != null && p.right != null){
        p = p.right;
    }
    //将root结点追加到左子树双链表的最后一个结点
    if(pLastNodeOfLeftList != null){
        p.right = pRootOfTree;
        pRootOfTree.left = p;
    }
    //转换右子树为双链表
    TreeNode pLastNodeOfRightList = convert(pRootOfTree.right);
    //将root追加至右子树双链表的最后一个结点
    if(pLastNodeOfRightList != null){
        pLastNodeOfRightList.left = pRootOfTree;
        pRootOfTree.right = pLastNodeOfRightList;
    }
    //返回左子树的第一个结点
    if(pLastNodeOfLeftList != null){
        return pLastNodeOfLeftList;
    }
    return pRootOfTree;
}