内容摘要：Leetcode : https://leetcode-cn.com/problems/er-cha-sou-suo-shu-yu-shuang-xiang-lian-biao-lcof/“GitHu

Leetcode : https://leetcode-cn.com/problems/er-cha-sou-suo-shu-yu-shuang-xiang-lian-biao-lcof/

“GitHub : https://github.com/nateshao/leetcode/blob/main/algo-notes/src/main/java/com/nateshao/sword_offer/topic_29_treeToDoublyList/Solution.java

二叉搜索树转换为双向链表

“题目描述 ：输入一棵二叉搜索树，叉搜将该二叉搜索树转换成一个排序的索树循环双向链表。要求不能创建任何新的转换节点，只能调整树中节点指针的为双指向。为了让您更好地理解问题，向链以下面的叉搜二叉搜索树为例：难度：中等

我们希望将这个二叉搜索树转化为双向循环链表。链表中的索树每个节点都有一个前驱和后继指针。对于双向循环链表，转换第一个节点的为双前驱是最后一个节点，最后一个节点的向链后继是第一个节点。下图展示了上面的叉搜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索树节点。

特别地，转换我们希望可以就地完成转换操作。为双当转化完成以后，向链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。服务器租用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 。 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 。

算法流程：dfs (cur)：递归法中序遍历; 终止条件: 当节点cur为空，代表越过叶节点，直接返回; 递归左子树，即 dfs(cur. left) ; 构建链表: 当 pre 为空时：代表正在访问链表头节点，记为head ; 当 pre 不为空时：修改双向节点引用，即pre.right = cur，cur. left = pre ; 保存cur：更新pre=cur,即节点cur后继节点的pre; 递归右子树，即dfs(cur. right) ; treeToDoublyList (root): 特例处理： 若节点root 为空,则直接返回; 初始化： 空节点pre ; 转化为双向链表： 调用dfs(root) ; 构建循环链表： 序遍历完成后，head 指向头节点，pre 指向尾节点，因此修改head 和pre的双向节点引用即可; 返回值： 返回链表的站群服务器头节点head 即可;

复杂度分析:

时间复杂度0(N) ：N为二叉树的节点数，中序遍历需要访问所有节点。 空间复杂度O(N) ：最差情况下，即树退化为链表时，递归深度达到N，系统使用0(N)栈空间。 package com.nateshao.sword_offer.topic_29_treeToDoublyList; /**  * @date Created by 邵桐杰 on 2021/12/2 15:31  * @微信公众号 程序员千羽  * @个人网站 www.nateshao.cn  * @博客 https://nateshao.gitee.io  * @GitHub https://github.com/nateshao  * @Gitee https://gitee.com/nateshao  * Description: 二叉搜索树与双向链表  */ public class Solution {      // 1. 中序，递归，来自解题大佬     Node pre, head;     public Node treeToDoublyList(Node root) {          // 边界值         if(root == null) return null;         dfs(root);         // 题目要求头尾连接         head.left = pre;         pre.right = head;         // 返回头节点         return head;     }     void dfs(Node cur) {          // 递归结束条件         if(cur == null) return;         dfs(cur.left);         // 如果pre为空，就说明是第一个节点，头结点，然后用head保存头结点，用于之后的返回         if (pre == null) head = cur;             // 如果不为空，那就说明是中间的节点。并且pre保存的是上一个节点，             // 让上一个节点的右指针指向当前节点         else if (pre != null) pre.right = cur;         // 再让当前节点的左指针指向父节点，也就连成了双向链表         cur.left = pre;         // 保存当前节点，用于下层递归创建         pre = cur;         dfs(cur.right);     }     /**      * 思路：定义一个链表的尾节点，递归处理左右子树，最后返回链表的亿华云计算头节点      *      * @param pRootOfTree      * @return      */     public Node Convert(Node pRootOfTree) {          Node lastlist = coverNode(pRootOfTree, null);         Node pHead = lastlist;         while (pHead != null && pHead.left != null) pHead = pHead.left;         return pHead;     }     public Node coverNode(Node root, Node lastlist) {          if (root == null) return null;         Node cur = root;         if (cur.left != null) coverNode(cur.left, lastlist);         cur.left = lastlist;         if (lastlist != null) lastlist.right = cur;         lastlist = cur;         if (cur.right != null) lastlist = coverNode(cur.right, lastlist);         return lastlist;     }     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;         }     } }