Java 二叉查找树转化为排序的循环双链表

Java 二叉查找树转化为排序的循环双链表

题目：

输入一棵二元查找树，将该二元查找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，只调整指针的指向。

例如对于下面的二分查找树：



small pointer 其实也就是指向左孩子，large pointer指向右孩子，转化为双链表之后 small pointer应该指向前一个元素，large pointer应该指向后一个元素。转化为排序的循环双链表则为：

分析

二分查找树的中序遍历即为升序排列，问题就在于如何在遍历的时候更改指针的指向。一种简单的方法时，遍历二分查找树，讲遍历的结果放在一个数组中，之后再把该数组转化为双链表。如果题目要求只能使用O(1)内存，则只能在遍历的同时构建双链表，即进行指针的替换：



我们需要用递归的方法来解决，假定每个递归调用都会返回构建好的双链表，可把问题分解为左右两个子树。

由于左右子树都已经是有序的，当前节点作为中间的一个节点，把左右子树得到的链表连接起来即可。

自己写的可运行的完整代码：

package cn.sjtu.practice.test3;

public class Solution33 {

/**
* 二叉树转双向链表
* @param root
* @return
*/

static TreeNode treeToList(TreeNode root) {

if (root == null) {

return null;

}

// 递归解决子树

TreeNode leftHead = treeToList(root.left);

TreeNode rightHead = treeToList(root.right);

// 把根节点转换为一个节点的双链表。方便后面的链表合并

root.left = root;

root.right = root;

if (leftHead != null) {

TreeNode leftTail = leftHead.left;

leftTail.right = root;

root.left = leftTail;

leftHead.left = root;

root.right = leftHead;

} else {

leftHead = root;

}

if (rightHead != null) {

TreeNode rightTail = rightHead.left;

root.right = rightHead;

rightHead.left = root;

// 首尾相接

leftHead.left = rightTail;

rightTail.right = leftHead;

}

return leftHead;

}

public static void main(String[] args) {

TreeNode root = new TreeNode(5, new TreeNode(3, new TreeNode(1), new TreeNode(4)),

new TreeNode(7, null, new TreeNode(9)));

inOrderTraverse(root);

System.out.println();

TreeNode treeToList = treeToList(root);

show(treeToList);

}

public static void show(TreeNode head) {

TreeNode tempHead = head;

while (head != null) {

System.out.print(head.val + " ");

head = head.right;

if (head == tempHead) {

break;

}

}

System.out.println();

}

/**

* 中序遍历

*

* 这三种不同的遍历结构都是一样的，只是先后顺序不一样而已

*

* @param node

* 遍历的节点

*/

public static void inOrderTraverse(TreeNode node) {

if (node == null)

return;

inOrderTraverse(node.left);

System.out.print(node.val + " ");

inOrderTraverse(node.right);

}

}