二叉搜索树与双向链表

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：

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。

 

解答：

 二叉搜索树要转成有序链表，只能是中序遍历；粗糙点的方式是先利用临时链表保存该有序列，然后再将left和right指针调整，空间复杂度O(n)，时间复杂度翻了一倍，不合适；可以直接在中序遍历的过程中进行左右指针的调整，状态记录利用一个全局的头指针和尾指针：

/*
// 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 {
    private Node head;
    private Node tail;
    public Node treeToDoublyList(Node root) {
        if(root == null){
            return root;
        }
        rec(root);
        //首尾拼接
        tail.right = head;
        head.left = tail;
        return head;
    }
    private void rec(Node root){
        if(root == null){
            return;
        }
        rec(root.left);
        if(head == null){
            head = root;
        }else{
            tail.right = root;
            root.left = tail;
        }
        //尾部跟进
        tail = root;
        rec(root.right);
    }
}