程序员代码面试指南刷题--第二章.将搜索二叉树转换成双向链表

题目描述
对二叉树的节点来说,有本身的值域,有指向左孩子节点和右孩子节点的两个指针;对双向链表的节点来说,有本身的值域,有指向上一个节点和下一个节点的指针。在结构上,两种结构有相似性,现在有一棵搜索二叉树,请将其转换成一个有序的双向链表。
输入描述:

第一行一个数字 n 表示二叉树的总结点数。
以下 n 行每行三个整数 fa lch rch,表示节点 fa 的左儿子节点为 lch,右儿子节点为 rch。(若 lch 为 0 则表示 fa 没有左儿子,rch同理)

第一行的 fa 为根节点。

ps:节点的标号就是节点的值。

输出描述:

在给定的函数中返回双向链表的头指针。

示例1
输入

9
6 4 7
4 2 5
2 1 3
1 0 0
3 0 0
5 0 0
7 0 9
9 8 0
8 0 0

输出

1 2 3 4 5 6 7 8 9

解法一:递归

import java.io.*;
import java.util.*;
public class Main{
    public static void main(String[] args)throws Exception{
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        br.readLine();
        TreeNode root = createTree(br);
        root = changeToList(root);
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        while(root!=null){
            sb.append(root.val+" ");
            root = root.right;
        }
        System.out.println(sb.toString().trim());
    }
    public static TreeNode changeToList(TreeNode root){
        if(root==null||(root.left==null&&root.right==null)) return root;
        TreeNode left = root.left;
        TreeNode right = root.right;
        if(right!=null){
            right = changeToList(right);
            right.left = root;
            root.right = right;
        }
        if(left!=null){
            TreeNode llast = left;
            while(llast.right!=null){
                llast = llast.right;
            }
            left = changeToList(left);
            llast.right = root;
            root.left = llast;
            return left;
        }
        return root;
    }
    //递归建树
    public static TreeNode createTree(BufferedReader br){
        try{
            String[] arr = br.readLine().trim().split(" ");
            int val = Integer.parseInt(arr[0]);
            int l = Integer.parseInt(arr[1]);
            int r = Integer.parseInt(arr[2]);
            TreeNode node = new TreeNode(val);
            if(l!=0){
                node.left = createTree(br);
            }
            if(r!=0){
                node.right = createTree(br);
            }
            return node;
            
        }catch(Exception e){
            return null;
        }
    }
}
class TreeNode{
    int val;
    TreeNode left;
    TreeNode right;
    public TreeNode(int val){
        this.val = val;
    }
}

解法二:利用队列

public static TreeNode changeToList(TreeNode root){
        if(root==null||(root.left==null&&root.right==null)) return root;
        //利用队列
        Queue<TreeNode> q = new LinkedList<>();
        inOrderToQueue(root,q);
        TreeNode pre = null;
        root = q.peek();
        while(!q.isEmpty()){
            TreeNode tmp = q.poll();
            tmp.left = pre;
            if(pre!=null){
                pre.right = tmp;
            }
            pre = tmp;
        }
        return root;
    }
    public static void inOrderToQueue(TreeNode root,Queue q){
        if(root==null) return ;
        inOrderToQueue(root.left,q);
        q.offer(root);
        inOrderToQueue(root.right,q);
    }

解法三:再来个递归

public static TreeNode changeToList(TreeNode root){
        if(root==null||(root.left==null&&root.right==null)) return root;
        return process(root).start;
    }
    public static ResultType process(TreeNode root){
        if(root==null){
            return new ResultType(null,null);
        }
        ResultType left = process(root.left);
        if(left.end!=null){
            left.end.right = root;
        }
        root.left = left.end;
        ResultType right = process(root.right);
        if(right.start!=null){
            right.start.left = root;
        }
        root.right = right.start;
        return new ResultType(left.start==null?root:left.start,right.end==null?root:right.end);
    }
class ResultType{
    TreeNode start;
    TreeNode end;
    public ResultType(TreeNode start,TreeNode end){
        this.start = start;
        this.end = end;
    }
}
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