力扣 面試題36. 二叉搜索樹與雙向鏈表 中序遍歷dfs

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

思路：對一顆二叉搜索樹進行中序遍歷，即可得到有序的數組，如果用$vector$存儲所有節點，那麼很容易實現題目的需求。

/*
// Definition for a Node.
class Node {
public:
    int val;
    Node* left;
    Node* right;

    Node() {}

    Node(int _val) {
        val = _val;
        left = NULL;
        right = NULL;
    }

    Node(int _val, Node* _left, Node* _right) {
        val = _val;
        left = _left;
        right = _right;
    }
};
*/
class Solution {
public:
    vector<Node*> vec;
    void inorder(Node *root)
    {
        if(root->left!=NULL)
            inorder(root->left);
        vec.push_back(root);
        if(root->right!=NULL)
            inorder(root->right);
    }

    Node* treeToDoublyList(Node* root) {
        if(root==NULL)
            return root;
        inorder(root);
        int siz=vec.size();
        for(int i=0;i<siz-1;i++)
        {
            vec[i]->right=vec[i+1];
            vec[i+1]->left=vec[i];
        }
        vec[siz-1]->right=vec[0];
        vec[0]->left=vec[siz-1];
        return vec[0];
    }
};

但是開一個$vector$存儲所有的節點太浪費了，我們考慮優化一下。我們用節點$pre$記錄當前節點理應對應的前驅，那麼更新操作就很簡單了，但是怎麼記錄這個前驅呢？中序遍歷就是左根右，我們在根遍歷時先進行一次更新操作，然後令$pre=cur(cur$表示當前節點$)$。爲什麼這樣就可以了呢？我們考慮節點$u$，如果它的左子樹不爲空，那麼$u$的前驅就是左子樹最右下的那個節點；如果它的右子樹不爲空，那麼$u$的後繼就是右子樹中第一個沒有左子樹的節點；你把上面這種情況翻轉過來，就對應了$u$的左子樹爲空的情況，$u$的右子樹爲空時，顯然其前驅就是它的父節點，這些情況都可以與我們的更新方法對應上。但是答案求的是循環雙向鏈表，所以我們還需要記錄第一個節點，顯然就是第一個左子樹爲空的節點。

/*
// Definition for a Node.
class Node {
public:
    int val;
    Node* left;
    Node* right;

    Node() {}

    Node(int _val) {
        val = _val;
        left = NULL;
        right = NULL;
    }

    Node(int _val, Node* _left, Node* _right) {
        val = _val;
        left = _left;
        right = _right;
    }
};
*/
class Solution {
public:
    Node *head=NULL;
    Node *pre=NULL;

    void inorder(Node *root)
    {
        if(root->left!=NULL)
            inorder(root->left);
        else if(head==NULL)//第一個沒有左兒子的節點就是起始節點
            head=root;
        if(pre!=NULL)
        {
            pre->right=root;
            root->left=pre;
        }
        pre=root;
        if(root->right!=NULL)
            inorder(root->right);
    }

    Node* treeToDoublyList(Node* root) {
        if(root==NULL)
            return root;
        inorder(root);
        pre->right=head;
        head->left=pre;
        return head;
    }
};