LeetCode-114. 二叉树展开为链表

题目来源

114. 二叉树展开为链表

题目描述

给你二叉树的根结点 root ，请你将它展开为一个单链表：

• 展开后的单链表应该同样使用 TreeNode ，其中 right 子指针指向链表中下一个结点，而左子指针始终为 null 。
• 展开后的单链表应该与二叉树 先序遍历 顺序相同。

示例 1：

输入： root = [1,2,5,3,4,null,6]
输出： [1,null,2,null,3,null,4,null,5,null,6]

示例 2：

输入： root = []
输出： []

示例 3：

输入： root = [0]
输出： [0]

提示：

• 树中结点数在范围 [0, 2000] 内
• -100 <= Node.val <= 100

进阶： 你可以使用原地算法（O(1) 额外空间）展开这棵树吗？

题解分析

解法一：后序遍历

很直观的一个想法就是分别找到左右子树最右边的节点，然后将右子树拼接到左子树最右节点的右子树上。

这里需要注意的一点就是边界条件，因为返回的是拼接好的子树的最右边节点，这个节点一定不能为null节点，否则后续的拼接将失败。

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode() {}
 *     TreeNode(int val) { this.val = val; }
 *     TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {
 *         this.val = val;
 *         this.left = left;
 *         this.right = right;
 *     }
 * }
 */
class Solution {
    public void flatten(TreeNode root) {
        dfs(root);
    }

    private TreeNode dfs(TreeNode root) {
        if (root == null) {
            return null;
        }
        // 到达叶子节点，提前终止，root就是符合条件的节点（最右节点）
        if (root.left == null && root.right == null) {
            return root;
        }

        // 返回左子树的最右边节点
        TreeNode left = dfs(root.left);
        // 返回右子树的最右边节点
        TreeNode right = dfs(root.right);

        // 左子树不为空，将最左边的子树移到右边，并且拼接右子树
        if (left != null) {
            left.right = root.right;
            root.right = root.left;
            root.left = null;
        }
        // 右子树为空，直接返回左子树，否则返回右子树
        return right == null ? left : right;
    }
}

解法二：后序遍历

1. 本题很容易看出来是使用后序遍历进行求解，即我们需要先展开左右子树，再将右子树接到左子树上，接着将左子树设置为根节点的右子树。
2. 题目的一个难点就是，如何将右子树接到左子树的右边。因为我们使用的是后序遍历，遍历回来时，我们只能拿到展开后的左右子树跟，而如果需要将右子树接到左子树右边则需要知道左子树的最后一个结点。
3. 既然我们需要左子树的最后一个结点，那我们可以在递归结束后遍历左子树直到最后一个结点，这样的话我们就拿到了左子树的尾结点，进而可以完成我们的拼接。

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode() {}
 *     TreeNode(int val) { this.val = val; }
 *     TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {
 *         this.val = val;
 *         this.left = left;
 *         this.right = right;
 *     }
 * }
 */
class Solution {
    public void flatten(TreeNode root) {
        if(root == null){
            return;
        }

        // 分别展开左右子树
        flatten(root.left);
        flatten(root.right);

        TreeNode left = root.left;
        TreeNode right = root.right;

        // 左子树接到右边
        root.left = null;
        root.right = left;

        // 右子树接到左子树右边
        left = root;// 注意这里的赋值
        while(left.right != null){
            left = left.right;
        }
        left.right = right;
    }
}