剑指 Offer 36. 二叉搜索树与双向链表

Posted 2023-04-09 lxy

题目链接：剑指 Offer 36. 二叉搜索树与双向链表

方法一：回溯

解题思路

代码

class Solution 
private:
    int mx = INT_MIN, mi = INT_MAX;
    Node* start = NULL, * end = NULL;
public:
    void Lrotate(Node* root, Node* last_root)  // 针对左子树，左旋
        if (!root || !root->right) return ;
        Node* temp = root->right;
        while (temp->right) temp = temp->right; // 找当前子树的最大值节点
        last_root->left = temp;
        temp->right = last_root;
    
    void Rrotate(Node* root, Node* last_root)  // 针对右子树，右旋
        if (!root || !root->left) return ;
        Node* temp = root->left;
        while (temp->left) temp = temp->left; // 找当前子树的最小值节点
        last_root->right = temp;
        temp->left = last_root;
    
    void dfs(Node* root)  // 回溯，先递归到底层，然后在回溯的过程中转换为双向链表
        if (!root) return ;
        if (root->val < mi) 
            mi = root->val;
            start = root;
        
        if (root->val > mx) 
            mx = root->val;
            end = root;
        
        dfs(root->left);
        dfs(root->right);
        Lrotate(root->left, root);
        Rrotate(root->right, root);
        if (root->left) root->left->right = root;
        if (root->right) root->right->left = root;
    
    Node* treeToDoublyList(Node* root) 
        dfs(root);
        if (!start) return NULL;
        start->left = end;
        end->right = start;
        return start;
    
;

复杂度分析

时间复杂度：\\(O(n)\\)；
空间复杂度：\\(O(n)\\)，递归调用栈空间。

方法二：中序遍历

代码

class Solution 
private:
    Node* pre = NULL, * head = NULL; // 通过一个前指针实现转换过程
public:
    void dfs(Node* cur) 
        if (!cur) return ;
        dfs(cur->left);
        if (pre != NULL) pre->right = cur; 
        else head = cur; // 找到最左边节点
        cur->left = pre;
        pre = cur;
        dfs(cur->right);
    
    Node* treeToDoublyList(Node* root) 
        if (!root) return NULL;
        dfs(root);
        head->left = pre; // 此时的pre指向最后一个节点
        pre->right = head;
        return head;
    
;

剑指offer 27：二叉搜索树与双向链表

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。

解题思路

采用中序遍历遍历二叉树，利用二叉排序树的特性，顺次连接节点，形成双向链表。

C++代码实现

/*
struct TreeNode {
    int val;
    struct TreeNode *left;
    struct TreeNode *right;
    TreeNode(int x) :
            val(x), left(NULL), right(NULL) {
    }
};*/
class Solution {
public:
    TreeNode* Convert(TreeNode* pRootOfTree)
    {
        //指向根节点左子树的最后一个节点
        TreeNode *pLastNodeInList=NULL;
        ConvertNode(pRootOfTree ,&pLastNodeInList);
        TreeNode * pHeadFirst=pLastNodeInList;
        //记录根节点的值
        while(pHeadFirst!=NULL && pHeadFirst->left!=NULL){
            pHeadFirst=pHeadFirst->left;
        }
        return pHeadFirst;
    }
    void ConvertNode(TreeNode* pRootOfTree ,TreeNode** pLastNodeInlist){
        if (pRootOfTree ==NULL){
            return ;
        }
        TreeNode * cur=pRootOfTree;
        if (cur->left!=NULL){
            ConvertNode(cur->left,pLastNodeInlist);
        }
        cur->left=*pLastNodeInlist;
        if(*pLastNodeInlist!=NULL){
            (*pLastNodeInlist)->right=cur;
        }
        (*pLastNodeInlist)=cur;
        if (cur->right!=NULL){
            ConvertNode(cur->right,pLastNodeInlist);
        }
    }
};