题目
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。比如,下图中左边二叉搜索树转换为排序的双向链表
分析
在二叉树中,每个结点都有两个指向子结点的指针。在双向链表中,每个结点也有两个指针,分别指向前一个结点和后一个结点。
在二叉搜索树中,左子结点的值总是小于父结点的值,右子结点的值总是大于父结点的值。因此,我们在将二叉搜索树转换成排序双向链表时,原先指向左子结点的指针调整为链表中指向前一个结点的指针,原先指向右子结点的指针调整为链表中指向后一个结点的指针。
由于要求转换之后的链表是排序的,正好对应中序遍历。中序遍历的特点是按照从小到大的顺序遍历二叉树的每个结点。
当遍历到根结点的时候,把树看成3部分:
- 值为10的根结点;
- 根结点值为6的左子树;
- 根结点值为14的右子树。
根据排序链表的定义,值为10的结点和它的左子树的最大一个结点(值为8的结点)连接起来,同时它还将和右子树最小的结点(值为12的结点)连接起来。
按照中序遍历的顺序,当我们遍历转换到根结点(值为10的结点)时,它的左子树已经转换成一个排序的链表了,并且处在链表中的最后一个结点是当前值最大的结点。把值为8的结点和根结点连接起来,此时链表中的最后一个结点就是10了。接着去遍历转换右子树,并把根结点和右子树中最小的结点连接起来。至于怎么去转换它的左子树和右子树,由于遍历和转换过程是一样的,很自然想到递归
代码实现
#include <iostream>
using namespace std;
struct BinaryTreeNode {
int value;
BinaryTreeNode *leftNode;
BinaryTreeNode *rightNode;
};
void ConvertNode(BinaryTreeNode *pNode,
BinaryTreeNode **pLastNodeInList);
BinaryTreeNode *Convert(BinaryTreeNode *pRootOfTree) {
BinaryTreeNode *pLastNodeInList = nullptr;
ConvertNode(pRootOfTree, &pLastNodeInList);
// pLastNodeInList指向双向链表的尾结点
// 我们需要返回头结点
BinaryTreeNode *pHeadOfList = pLastNodeInList;
while (pHeadOfList != nullptr && pHeadOfList->leftNode != nullptr)
pHeadOfList = pHeadOfList->leftNode;
return pHeadOfList;
}
void ConvertNode(BinaryTreeNode *pNode, BinaryTreeNode **pLastNodeInList) {
if (pNode == nullptr)
return;
BinaryTreeNode *pCurrent = pNode;
if (pCurrent->leftNode != nullptr)
ConvertNode(pCurrent->leftNode, pLastNodeInList);
pCurrent->leftNode = *pLastNodeInList;
if (*pLastNodeInList != nullptr)
(*pLastNodeInList)->rightNode = pCurrent;
*pLastNodeInList = pCurrent;
if (pCurrent->rightNode != nullptr)
ConvertNode(pCurrent->rightNode, pLastNodeInList);
}
上面代码中,pLastNodeInList
指向已经转换好的链表的最后一个结点(值最大的结点),因此pLastNodeInList
指向值为8的结点。
接着把根结点连接到链表中之后,值为10的结点成了链表中的最后一个结点(新的值最大的结点),于是pLastNodeInList
指向值为10的结点
接下来把pLastNodeInList
作为参数传入函数递归遍历右子树,找到右子树中最左边的子结点(值为12的结点,在右子树中值最小),并把该结点和值为10的结点连接起来
参考
《剑指offer》