【LeetCode】426. 将二叉搜索树转化为排序的双向链表（JAVA）

原题地址：https://leetcode-cn.com/problems/convert-binary-search-tree-to-sorted-doubly-linked-list/

题目描述：
将一个二叉搜索树就地转化为一个已排序的双向循环链表。可以将左右孩子指针作为双向循环链表的前驱和后继指针。

为了让您更好地理解问题，以下面的二叉搜索树为例：

我们希望将这个二叉搜索树转化为双向循环链表。链表中的每个节点都有一个前驱和后继指针。对于双向循环链表，第一个节点的前驱是最后一个节点，最后一个节点的后继是第一个节点。

下图展示了上面的二叉搜索树转化成的链表。“head” 表示指向链表中有最小元素的节点。

特别地，我们希望可以就地完成转换操作。当转化完成以后，树中节点的左指针需要指向前驱，树中节点的右指针需要指向后继。还需要返回链表中的第一个节点的指针。

下图显示了转化后的二叉搜索树，实线表示后继关系，虚线表示前驱关系。

解题方案：

采用中序遍历，可以有递归和迭代两种方式。

代码：

迭代：

/*
// Definition for a Node.
class Node {
    public int val;
    public Node left;
    public Node right;

    public Node() {}

    public Node(int _val) {
        val = _val;
    }

    public Node(int _val,Node _left,Node _right) {
        val = _val;
        left = _left;
        right = _right;
    }
};
*/
class Solution {
    public Node treeToDoublyList(Node root) {
        if(root == null) return root;
        Stack<Node> s = new Stack<>();
        Node first = null, last = null, pre = null;
        Node cur = root;
        Node tmp = null;
        while(!s.isEmpty() || cur != null)
        {
            while(cur != null)
            {
                s.push(cur);
                cur = cur.left;
            }
            tmp = s.pop();
            if(first == null) first = tmp;
            if(pre == null) pre = first;
            else
            {
                tmp.left = pre;
                pre.right = tmp;
                pre = tmp;
            }
            cur = tmp.right;
        }
        first.left = tmp;
        tmp.right = first;
        return first;
    }
}

递归，最后出递归时的pre即为最后一个结点

/*
// Definition for a Node.
class Node {
    public int val;
    public Node left;
    public Node right;

    public Node() {}

    public Node(int _val) {
        val = _val;
    }

    public Node(int _val,Node _left,Node _right) {
        val = _val;
        left = _left;
        right = _right;
    }
};
*/
class Solution {
    Node first;
    Node pre;
    public Node treeToDoublyList(Node root) {
        if(root == null) return root;
        first = pre = null;
        inorder(root);
        first.left = pre;
        pre.right = first;
        return first;
    }

    public void inorder(Node root)
    {
        if(root == null) return;
        inorder(root.left);

        if(first == null) first = root;
        if(pre == null) pre = first;
        else
        {
            pre.right = root;
            root.left = pre;
            pre = root;
        }
        inorder(root.right);
    }
}