题目描述
给你二叉树的根结点 root
,请你将它展开为一个单链表:
- 展开后的单链表应该同样使用
TreeNode
,其中right
子指针指向链表中下一个结点,而左子指针始终为null
。 - 展开后的单链表应该与二叉树 先序遍历 顺序相同。
示例 1:
输入:root = [1,2,5,3,4,null,6]
输出:[1,null,2,null,3,null,4,null,5,null,6]
示例 2:
输入:root = []
输出:[]
示例 3:
输入:root = [0]
输出:[0]
提示:
- 树中结点数在范围
[0, 2000]
内 -100 <= Node.val <= 100
进阶: 你可以使用原地算法(O(1)
额外空间)展开这棵树吗?
解法一(常规思路求解)
- 把root的左右子树拍平
- 把root的左子树移动到root的右子树
- 把root的左子树置为null
- 把root原来的右子树拼接到root原来左子树拍平后的末尾
java
/**
* Definition for a binary tree node.
* public class TreeNode {
* int val;
* TreeNode left;
* TreeNode right;
* TreeNode() {}
* TreeNode(int val) { this.val = val; }
* TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {
* this.val = val;
* this.left = left;
* this.right = right;
* }
* }
*/
class Solution {
public void flatten(TreeNode root) {
if (root == null) {
return;
}
// 首先展开左右子树
flatten(root.left);
flatten(root.right);
// 如果左子树为空,当前节点无需处理
if (root.left == null) {
return;
}
// 将左子树插入到右子树的位置
TreeNode temp = root.right;
root.right = root.left;
root.left = null; // 将左子节点设为null
// 找到现在右子树(原来的左子树)的最末节点
TreeNode current = root.right;
while (current.right != null) {
current = current.right;
}
// 将原先的右子树接到当前右子树的末端
current.right = temp;
}
}
后序遍历的重要性:在处理当前节点之前,必须先处理它的左右子树。这是因为展开操作需要修改子树的结构。如果我们先处理当前节点再处理子树,那么当我们返回到当前节点时,子树可能已经被展开并且连接到了当前节点的右侧。这将使得递归调用混乱,并可能导致错误或遗漏某些节点。
解法二(利用pre记录之前的节点)
- 把root的右左子树拍平
- 把root的左子树移动到root的右子树
- 把root的左子树置为null
- 更新前驱节点pre
java
class Solution {
private TreeNode pre = null;
public void flatten(TreeNode root) {
if (root == null)
return;
//注意这个顺序不能对调,否则pre记录的就是右子树就会出错
flatten(root.right);
flatten(root.left);
//由于是后续遍历,pre记录的是左子树的根结点
root.right = pre;
root.left = null;
pre = root;
}
}
总结
本题要求将二叉树展开为单链表,保持先序遍历顺序。解法一通过递归展开左右子树,然后调整指针顺序;解法二利用pre记录前驱节点,依次处理右子树、左子树,最后更新前驱节点。两种方法均在原地完成,空间复杂度为O(1)。