剑指 Offer 36. 二叉搜索树与双向链表

题目描述

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。

        本题实质上是要将结点的左右子树重新定向，首先将这个二叉排序树进行中序遍历，然后按照遍历顺序修改每个结点的左右子树。每个结点的左子树指向它的前一个结点，右子树指向它的后一个结点。

        所以本题的做法就是先设置一个前驱结点，然后递归地中序遍历，然后在遍历过程中将当前结点的左子树指向前驱结点，让前驱结点的右子树指向当前结点。然后将当前结点更新为前驱结点。

        本题还需要将首尾结点进行连接，而且中序遍历的第一个结点也没有前驱结点，所以这里要单独判断一下，将第一个结点保存为头结点，最后前驱结点会指向中序遍历的最后一个结点，然后将两个结点相连。代码如下：

class Solution(object):
    def treeToDoublyList(self, root):
        """
        :type root: Node
        :rtype: Node
        """
        def cur(root):
            if not root:
                return
            cur(root.left)
            if self.pre:
                self.pre.right,root.left=root,self.pre
            else:
                self.head=root
            self.pre=root
            cur(root.right)
        if not root:
            return None
        self.pre=None
        cur(root)
        self.head.left,self.pre.right=self.pre,self.head
        return self.head