AcWing 49. 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双向链表。

要求不能创建任何新的结点，只能调整树中结点指针的指向。

注意：

• 需要返回双向链表最左侧的节点。

例如，输入下图中左边的二叉搜索树，则输出右边的排序双向链表。

问题分析 

先判断根节点如果为空，那么返回NULL。然后调用递归函数helper，此函数传入的参数是二叉搜索树的根节点，返回的是一个pair，pair里面是该二叉搜索树转为双向链表后的头节点和尾节点。所以返回头节点即可。在helper函数中：我们先判断如果根节点没有左孩子和右孩子，那么返回的pair是{root, root}；如果根节点有左孩子和右孩子，那么我们分别用左孩子调用helper函数和用右孩子调用helper函数，然后我们用左孩子返回的pair的尾节点连接上root，用右孩子返回的pair的头节点连接上root，那么返回的pair是{aleft.first, aright.second}；如果根节点只有左孩子，那么我们用左孩子调用helper函数，然后用左孩子返回的pair的尾节点连接上root，那么返回的pair是{aleft.first, root}；如果根节点只有右孩子，那么我们用右孩子调用helper函数，然后用右孩子返回的pair的头节点连接上root，那么返回的pair是{root, aright.second}。

代码实现

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    TreeNode* convert(TreeNode* root) {
        if(!root)
            return NULL;
        auto a = helper(root);
        return a.first;
    }
    
    pair<TreeNode*, TreeNode*> helper(TreeNode* root){
        if(!root->left && !root->right)
            return {root, root};
        else if(root->left && root->right){
            auto aleft = helper(root->left);
            auto aright = helper(root->right);
            aleft.second->right = root;
            root->left = aleft.second;
            root->right = aright.first;
            aright.first->left = root;
            return {aleft.first, aright.second};
        }
        else if(root->left){
            auto aleft = helper(root->left);
            aleft.second->right = root;
            root->left = aleft.second;
            return {aleft.first, root};
        }
        else if(root->right){
            auto aright = helper(root->right);
            root->right = aright.first;
            aright.first->left = root;
            return {root, aright.second};
        }
    }
};