将一个二叉搜索树就地转化为一个已排序的双向循环链表。可以将左右孩子指针作为双向循环链表的前驱和后继指针。
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。
下图显示了转化后的二叉搜索树,实线表示后继关系,虚线表示前驱关系。
算法:我们知道,返回的双向链表是排好序的,所以我们需要利用BST的中序遍历。我们先递归整个左子树,再递归整个右子树。需要注意的是,左子树最右边的结点的后继结点就是根结点,而右子树最左边的结点的前驱结点是根节点。为了对应这种关系,我们利用pair进行结点的存储。最后不要忘了做循环处理即可。
/*
// Definition for a Node.
class Node {
public:
int val;
Node* left;
Node* right;
Node() {}
Node(int _val, Node* _left, Node* _right) {
val = _val;
left = _left;
right = _right;
}
};
*/
class Solution {
public:
pair<Node*, Node*>dfs(Node* root){
if(!root->left&&!root->right)return {root,root};
if(root->left&&root->right){
auto ls=dfs(root->left), rs=dfs(root->right);
ls.second->right=root,root->left=ls.second;
rs.first->left=root,root->right=rs.first;
return {ls.first, rs.second};
}
if(root->left){
auto ls=dfs(root->left);
ls.second->right=root,root->left=ls.second;
return {ls.first, root};
}
if(root->right){
auto rs=dfs(root->right);
rs.first->left=root,root->right=rs.first;
return {root, rs.second};
}
return {root,root};
}
Node* treeToDoublyList(Node* root) {
if(!root)return NULL;
auto side=dfs(root);
side.first->left=side.second;
side.second->right=side.first;
return side.first;
}
};