算法修炼之路——【链表】Leetcode 430 扁平化多级双向链表

题目描述

多级双向链表中，除了指向下一个节点和前一个接待你指针之外，它还有一个子链表指针，可能指向单独的双向链表。这些子链表也可能会有一个或多个自己的子项，依此类推，生成多级数据结构，如下面的示例所示。

给你位于列表第一级的头节点，请你扁平化列表，使所有节点出现在单极双链表中。

示例1：

输入： head = [1, 2, 3, 4, 5, 6, null, null, null, 7, 8, 9, 10, null, null, 11, 12]
输出： [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12]
解释：

** 图1**

示例2：

输入： head = []
输出： []

说明：

• 节点数目不超过1000
• 1 <= node.val < 10E5

思路分析

我们看到题干首先想到的是，深度优先搜索算法，所以我们直接借助栈stack保存具有child非空指针后的节点，当深度遍历完之后，从stack中弹出保存点，接着遍历。

图2

扫描二维码关注公众号，回复： 10972778 查看本文章

我们通过图2可知，设遍历指针为curr，红色箭头为curr的遍历轨迹：

1. 当存在child节点时，将curr.next压入栈中，直接遍历curr.child；
2. 当在下沉过程中，又检测到child节点，则重复步骤1；
3. 在最后一级链表到尽头时，检测栈是否为空：不为空则弹出栈顶元素（返回上一级链表）；为空则完成多级链表的遍历，直接输出结果output.

解题步骤

1. 初始化两个分区指针oddTail, evenTail和布尔变量isOddNode；
2. 遍历原始链表，根据isOddNode判断evenTail.next是否插入奇数分区；
3. 当evenTail.next == null时停止并返回head.

解题代码

    public static ListNode solution(ListNode head) {
        if (head == null) {
            return head;
        }

        /* Step1: Init. pointers */
        Stack<ListNode> stack = new Stack<>();
        ListNode curr = head;

        /* Step2: go through the head-list
        and
        go back last level when no more subsequent child and next nodes
         */
        while (curr != null) {
            // exists child-node
            if (curr.child != null) {
                ListNode node = curr.next;
                stack.push(node);

                curr.next = curr.child;
            }

            // back to last level
            if (curr.next == null && !stack.isEmpty()) {
                curr.next = stack.peek();
                curr = stack.pop();
            }

            curr = curr == null ? null : curr.next;
        }
        /* Step3: return head */
        return head;
    }

复杂度分析

时间复杂度：我们对原始链表进行了一次遍历，容易理解时间复杂度为O(N);
空间复杂度：我们这里设置了辅助容器stack，故空间复杂度为O(N).

GitHub源码

完整可运行文件请访问GitHub。