剑指Offer面试题27（Java版）：二叉搜索树与双向链表

Posted 2020-09-23

题目：输入一颗二叉搜索树，将该二叉搜索树转换成一个排序的双向链表。要求不能创建新的结点。仅仅能调整树中结点指针的指向。

比方例如以下图中的二叉搜索树。则输出转换之后的排序双向链表为：

在二叉树中，每一个结点都有两个指向子节点的指针。在双向链表中。每一个结点也有两个指针。他们分别指向前一个结点和后一个结点。因为这两种结点的结构相似，同一时候二叉搜索树也是一种排序的数据结构。因此在理论上有可能实现二叉搜索树和排序的双向链表的转换。

在搜索二叉树中，左子结点的值总是小于父节点的值，右子节点的值总是大于父节点的值。因此我们在转换称排序的双向链表时，原先指向的左子结点的指针调整为链表中指向前一个结点的指针，原先指向右子节点的指针调整为俩表为指向后一个结点的指针。

接下来我们考虑怎样转化。

由于要求转换之后的链表是排好序的，我们可疑中序遍历树中的每个结点。这是由于中序遍历算法的特点是依照从小到达的顺序遍历二叉树的每个结点。当遍历到根节点的时候。我们把树堪称三部分：值为10的结点。根节点为6的左子树、根节点为14的右子树。

依据排序链表的定义。值为10的结点将和它的左子树的最大的一个结点（即值为8的结点）链接起来。同一时候它还将和右子树最小的结点（即值为12的结点）链接起来。如图：

依照中序遍历的顺序，当我们遍历转换到根节点（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，而且处在链表中的最后一个结点是当前值的最大的结点。我们把值为8的结点根节点链接起来，此时链表中的最后一个结点是10了。接着我们去遍历转换右子树，并把根节点和右子树最小的结点链接起来。

至于怎么去转换它的左子树和右子树。因为遍历和转换过程是一样的，我们自然的想到了递归。

Java代码实现：

/**
 * 输入一颗二叉搜索树，将该二叉搜索树转换成一个排序的双向链表。

 * 要求不能创建不论什么新的结点。仅仅能调整树中结点指针的指向。

 */
package swordForOffer;

import utils.BinaryTreeNode;

/**
 * @author JInShuangQi
 *
 * 2015年8月6日
 */
public class E27ConvertBinarySearchTree {
	public BinaryTreeNode convert(BinaryTreeNode root){
		BinaryTreeNode node = null;
		convert(root,node);
		while(node != null && node.leftNode != null){
			node = node.leftNode;
		}
		return node;
	}
	public void convert(BinaryTreeNode root,BinaryTreeNode lastNode){
		if(root == null)
			return;
		BinaryTreeNode current = root;
		if(current.leftNode != null)
			convert(current.leftNode,lastNode);
		current.leftNode = lastNode;
		if(lastNode != null)
			lastNode.rightNode = current;
		if(current.rightNode != null)
			convert(current.rightNode,lastNode);
	}
}