(剑指Offer)面试题27:二叉搜索树与双向链表

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。

二叉树的定义如下:

struct TreeNode{
int val;
TreeNode* left;
TreeNode* right;
};

思路:

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,他们分别指向前一个结点和后一个结点。两种数据结构看起来很相似,是可以通过某种方式将二叉搜索树转换为排序的双向链表。

在二叉搜索树中,当遍历到根结点时,把二叉树看成三部分,根结点、左子树和右子树,根据排序链表的定义,根结点的左指针应该指向左子树中最大的结点,即最右边的结点;根结点的右指针应该指向右子树中最小的结点,即最左边的结点。

在把左子树、右子树都转换成排序的双向排序链表(递归)之后,再跟根结点连接起来,整棵二叉搜索树就转换成了排序的双向链表。

因此在设计递归函数时,需要返回链表的头指针和尾指针,并改变当前结点的左右指针的指向。(详见代码)

代码:

#include <iostream>

using namespace std;

struct TreeNode{
int val;
TreeNode* left;
TreeNode* right;
}; TreeNode* ConvertNodes(TreeNode* pRoot,TreeNode** pTail); TreeNode* Convert(TreeNode* pRoot){
TreeNode* pTail=NULL;
return ConvertNodes(pRoot,&pTail);
} TreeNode* ConvertNodes(TreeNode* pRoot,TreeNode** pTail){
if(pRoot==NULL)
return NULL;
if(pRoot->left==NULL && pRoot->right==NULL){
*pTail=pRoot;
return pRoot;
}
TreeNode* leftHead=pRoot;
if(pRoot->left!=NULL){
leftHead=ConvertNodes(pRoot->left,pTail);
pRoot->left=*pTail;
if(*pTail!=NULL)
(*pTail)->right=pRoot;
*pTail=pRoot;
} if(pRoot->right!=NULL){
TreeNode* rightHead=ConvertNodes(pRoot->right,pTail);
pRoot->right=rightHead;
if(rightHead!=NULL)
rightHead->left=pRoot;
}
return leftHead;
}

在线测试OJ:

http://www.nowcoder.com/books/coding-interviews/947f6eb80d944a84850b0538bf0ec3a5?rp=2

AC代码:

class Solution {
public:
TreeNode* Convert(TreeNode* pRootOfTree)
{
TreeNode* pTail=NULL;
return ConvertNodes(pRootOfTree,&pTail);
} TreeNode* ConvertNodes(TreeNode* pRoot,TreeNode** pTail){
if(pRoot==NULL)
return NULL;
if(pRoot->left==NULL && pRoot->right==NULL){
*pTail=pRoot;
return pRoot;
} TreeNode* leftHead=pRoot;
if(pRoot->left!=NULL){
leftHead=ConvertNodes(pRoot->left,pTail);
pRoot->left=*pTail;
if(*pTail!=NULL)
(*pTail)->right=pRoot;
*pTail=pRoot;
} if(pRoot->right!=NULL){
TreeNode* rightHead=ConvertNodes(pRoot->right,pTail);
pRoot->right=rightHead;
if(rightHead!=NULL)
rightHead->left=pRoot;
}
return leftHead;
} };
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