二叉搜索树与双向链表

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。

注意：本题与主站 426 题相同：https://leetcode.cn/problems/convert-binary-search-tree-to-sorted-doubly-linked-list/

注意：此题对比原题有改动。

原站题解

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/* // 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) { } };

java 解法, 执行用时: 0 ms, 内存消耗: 41 MB, 提交时间: 2022-11-13 12:46:15

/*
// 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 {
    // 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);
    }
}

python3 解法, 执行用时: 44 ms, 内存消耗: 16.2 MB, 提交时间: 2022-11-13 12:45:02

"""
# Definition for a Node.
class Node:
    def __init__(self, val, left=None, right=None):
        self.val = val
        self.left = left
        self.right = right
"""
class Solution:
    def treeToDoublyList(self, root: 'Node') -> 'Node':
        def dfs(cur):
            if not cur: return
            dfs(cur.left) # 递归左子树
            if self.pre: # 修改节点引用
                self.pre.right, cur.left = cur, self.pre
            else: # 记录头节点
                self.head = cur
            self.pre = cur # 保存 cur
            dfs(cur.right) # 递归右子树
        
        if not root: return
        self.pre = None
        dfs(root)
        self.head.left, self.pre.right = self.pre, self.head
        return self.head

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