C++如何将二叉搜索树转换成双向循环链表(双指针或数组)

 更新时间:2022年05月12日 15:09:44   作者:秦枫-_-  
这篇文章主要介绍了C++如何将二叉搜索树转换成双向循环链表(双指针或数组),具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助。如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教

二叉搜索树转换成双向循环链表

在这里插入图片描述

本文解法基于性质:二叉搜索树的中序遍历为 递增序列 。

将二叉搜索树 转换成一个 “排序的循环双向链表”,其中包含三个要素:

1.排序链表:节点应从小到大排序,因此应使用 中序遍历

2.“从小到大”访问树的节点。双向链表:在构建相邻节点的引用关系时,设前驱节点 pre 和当前节点 cur ,

不仅应构建 pre.right= cur,也应构建 cur.left = pre 。

3.循环链表:设链表头节点 head 和尾节点 tail,则应构建 head.left = tail 和 tail.right = head 。

双指针:

class Solution {
private:
    Node* head, * pre = NULL;
public:
    Node* treeToDoublyList(Node* root) {//双指针做法
        if (!root) return NULL;
        inorder(root);
        head->left = pre;
        pre->right = head;
        return head;
    }
    void inorder(Node* root)
    {
        if (root == NULL)return;
        inorder(root->left);
        root->left = pre;
        if (pre)
            pre->right = root;
        else head = root;
        pre = root;
        inorder(root->right);
    }
};

数组方法:很简单就不做介绍了,就是先把节点都放进数组然后在建立联系。

Node* treeToDoublyList(Node* root) {
        if (!root) return NULL;
        vector<Node*> nodelist;
        inorder(nodelist, root);
        int l = nodelist.size();
        if (l == 1)
        {
            nodelist[0]->right = nodelist[0];
            nodelist[0]->left = nodelist[0];
            return nodelist[0];
        }
        for (int i = 1; i < l - 1; i++) {
            nodelist[i]->left = nodelist[i - 1];
            nodelist[i]->right = nodelist[i + 1];
        }
        nodelist[0]->left = nodelist[l - 1];
        nodelist[0]->right = nodelist[1];
        nodelist[l - 1]->right = nodelist[0];
        nodelist[l - 1]->left = nodelist[l - 2];
        return nodelist[0];
    }
    void inorder(vector<Node*>& nodelist, Node* root)
    {
        if (root == NULL)return;
        inorder(nodelist, root->left);
        nodelist.push_back(root);
        inorder(nodelist, root->right);
    }

二叉搜索树与双向链表(C++中等区)

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循环双向链表。要求不能创建任何新的节点,只能调整树中节点指针的指向。

为了让您更好地理解问题,以下面的二叉搜索树为例:

在这里插入图片描述

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。

在这里插入图片描述

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。

解题思路

本文解法基于性质:二叉搜索树的中序遍历为 递增序列 。

将 二叉搜索树 转换成一个 “排序的循环双向链表” ,其中包含三个要素:

  • 排序链表:节点应从小到大排序,因此应使用 中序遍历 “从小到大”访问树的节点;
  • 双向链表:在构建相邻节点(设前驱节点 pre ,当前节点 cur )关系时,不仅应 pre.right =cur,也应 cur.left = pre 。
  • 循环链表:设链表头节点 head 和尾节点 tail ,则应构建 head.left = tail, 和 tail.right = head 。

在这里插入图片描述

代码展示

代码如下:

class Solution {
public:
    Node* treeToDoublyList(Node* root) {
        if(!root) return NULL;
        mid(root);
        //进行头节点和尾节点的相互指向,这两句的顺序也是可以颠倒的
        head->left=pre;
        pre->right=head;
        return head;
    }
    void mid(Node* cur)
    {
        if(!cur) return;
        mid(cur->left);
        //pre用于记录双向链表中位于cur左侧的节点,即上一次迭代中的cur,当pre==null时,cur左侧没有节点,即此时cur为双向链表中的头节点
        if(pre==NULL) head=cur;
        //反之,pre!=null时,cur左侧存在节点pre,需要进行pre.right=cur的操作。
        else pre->right=cur;
        //pre是否为null对这句没有影响,且这句放在上面两句if else之前也是可以的。
        cur->left=pre;
        //pre指向当前的cur
        pre=cur;
        //全部迭代完成后,pre指向双向链表中的尾节点
        mid(cur->right);
    }
private:
    Node* head,*pre;
};
  • 执行用时:8 ms, 在所有 C++ 提交中击败了95.27%的用户
  • 内存消耗:7.3 MB, 在所有 C++ 提交中击败了81.16%的用户

以上为个人经验,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持脚本之家。

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