剑指 Offer 36. 二叉搜索树与双向链表

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。

 

思路：

　　二叉搜索树满足左子树均小于根节点，右子树均大于根节点，因此在中序遍历下得到的序列恰好是排序好的序列。

　　中序遍历二叉搜索树，并将其存储至循环双向链表即可。

代码：

时间复杂度O（n），空间复杂度O（n）

/*
// 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 head,pre;
    public Node treeToDoublyList(Node root) {
        if (root == null)
            return null;
        dfs(root);
        head.left = pre;//构建循环链表
        pre.right = head;
        return head;
    }
    void dfs(Node root) {
        if (root == null)
            return;
        dfs(root.left);

        if (pre == null)//pre为当前节点左侧节点
            head = root;
        else
            pre.right = root;//修改引用，将root加入链表
        root.left = pre;
        pre = root;//使pre为下个节点的左侧节点

        dfs(root.right);
    }
}