36. 二叉搜索树与双向链表
1. 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。
2. 题解
n 是 m_root 中的节点个数
时间复杂度: O(n)
空间复杂度: O(n)
十分直白的思路，一个根节点，既需要它的左子树的最右节点，即中序遍历过程中在他前边的一个节点，又需要它的右子树的最左节点，即中序遍历过程中在他后面的一个节点。那我们递归时返回什么？总不能还得写两个函数然后还得分情况讨论吧，那岂不是很麻烦？
所以我们就干脆一起返回一个已经排好序的双向链表的头部和尾部，递归返回后大家各取所需
class Solution
{
private:
pair<Node*, Node*> getListHeadAndTail(Node *m_root)
{
auto head = m_root, tail = m_root;
if(m_root->left)
{
auto leftHeadTail = getListHeadAndTail(m_root->left);
m_root->left = leftHeadTail.second;
leftHeadTail.second->right = m_root;
head = leftHeadTail.first;
}
if(m_root->right)
{
auto rightHeadTail = getListHeadAndTail(m_root->right);
m_root->right = rightHeadTail.first;
rightHeadTail.first->left = m_root;
tail = rightHeadTail.second;
}
return {head, tail};
}
public:
Node* treeToDoublyList(Node *m_root)
{
if(!m_root) return nullptr;
auto headAndTail = getListHeadAndTail(m_root);
headAndTail.first->left = headAndTail.second;
headAndTail.second->right = headAndTail.first;
return headAndTail.first;
}
};