LEETCODE 114. 二叉树展开为链表
题目描述
给定一个二叉树，原地将它展开为链表。
例如，给定二叉树
1
/ \
2 5
/ \ \
3 4 6
将其展开为：
1
\
2
\
3
\
4
\
5
\
6
题目地址：
https://leetcode-cn.com/problems/flatten-binary-tree-to-linked-list/
解法1
展开后的链表是1->2->3->4->5->6，这个顺序就是二叉树前序遍历的顺序，我们用前序遍历的方式遍历这棵树，将结果保存到一个数组中，再把这个数组中的每个元素前后串联起来就可以了。
时间复杂度:O(N)
空间复杂度:O(N)
java代码:
class Solution {
public void flatten(TreeNode root) {
if(root==null) {
return;
}
LinkedList<TreeNode> res = new LinkedList<TreeNode>();
//前序遍历整棵二叉树
dfs(root,res);
TreeNode head = res.removeFirst();
head.left = null;
//遍历链表，将链表中的TreeNode节点前后串联起来
while(res.size()>0) {
TreeNode tmp = res.removeFirst();
tmp.left = null;
head.right = tmp;
head = head.right;
}
}
//前序遍历整棵二叉树，并将遍历的结果放到数组中
void dfs(TreeNode root, List<TreeNode> res) {
if(root==null) {
return;
}
res.add(root);
dfs(root.left,res);
dfs(root.right,res);
}
}
python代码:
class Solution(object):
def flatten(self, root):
if not root:
return
queue = []
# 前序遍历整棵二叉树，并将遍历的结果放到数组中
def dfs(root):
if not root:
return
queue.append(root)
dfs(root.left)
dfs(root.right)
dfs(root)
head = queue.pop(0)
head.left = None
# 遍历链表，将链表中的TreeNode节点前后串联起来
while queue:
tmp = queue.pop(0)
tmp.left = None
head.right = tmp
head = tmp
解法2
解法1用队列作为辅助数据结构，完成二叉树的前序遍历。在解法2中则用栈作为辅助数据结构，同样也是来实现前序遍历。
下面这棵树，我们先将5放入栈中，再将2放入栈中，然后不断重复这个先右后左的顺序。
1
/ \
2 5
/ \ \
3 4 6
在遍历的过程中，同时也将前后的节点串联起来，当整个遍历结束后，二叉树就变成链表结构了。
时间复杂度:O(N)
空间复杂度:O(N)
java代码:
class Solution {
public void flatten(TreeNode root) {
if(root==null) {
return;
}
Stack<TreeNode> stack = new Stack<TreeNode>();
stack.add(root);
TreeNode pre = new TreeNode(-1);
while(stack.size()>0) {
//用栈作为辅助数据结构，从栈中弹出元素后
//先将右节点放到栈中，再将左节点放入栈中，模拟前序遍历
TreeNode tmp = stack.pop();
pre.left = null;
pre.right = tmp;
//先放入右节点，再放入左边点，顺序不能反了
if(tmp.right!=null) {
stack.add(tmp.right);
}
if(tmp.left!=null) {
stack.add(tmp.left);
}
pre = pre.right;
}
}
}
python代码:
class Solution(object):
def flatten(self, root):
if not root:
return
stack = [root]
pre = TreeNode(-1)
while stack:
# 用栈作为辅助数据结构，从栈中弹出元素后
# 先将右节点放到栈中，再将左节点放入栈中，模拟前序遍历
tmp = stack.pop()
pre.left,pre.right = None,tmp
# 先放入右节点，再放入左边点，顺序不能反了
if tmp.right:
stack.append(tmp.right)
if tmp.left:
stack.append(tmp.left)
pre = tmp
解法3
我们采用后序遍历的方式，也就是 左节点-右节点-打印根节点 这个顺序遍历二叉树。
当遍历到根节点后，我们对根节点的左右子树做一些调整。
1
/ \
2 3
将右节点挂到左节点的最右边
1
/
2
\
3
再将整个左子树挂到根节点的右边，这样就可以将整棵树变成链表结构了。
1
\
2
\
3
时间复杂度:O(N)
空间复杂度:O(h),h是树高度
java代码:
class Solution {
public void flatten(TreeNode root) {
helper(root);
}
void helper(TreeNode root) {
if(root==null) {
return;
}
helper(root.left);
helper(root.right);
//将右子树挂到 左子树的最右边
//再将整个左子树挂到根节点的右边
if(root.left!=null) {
TreeNode pre = root.left;
while(pre.right!=null) {
pre = pre.right;
}
pre.right = root.right;
root.right = root.left;
root.left = null;
}
}
}
python代码:
class Solution(object):
def flatten(self, root):
def dfs(root):
if not root:
return
dfs(root.left)
dfs(root.right)
# 将右子树挂到 左子树的最右边
# 再将整个左子树挂到根节点的右边
if root.left:
pre = root.left
while pre.right:
pre = pre.right
pre.right = root.right
root.right = root.left
root.left = None
dfs(root)
解法4
前序遍历是:打印根节点-左节点-右节点 这样的顺序，如果是:右节点-左节点-打印根节点 这样完全相反的顺序遍历呢？
这样遍历完之后，正好跟前序遍历是相反的。
前序遍历完是1,2,3,4,5,6，按照这种新的方式遍历其结果是:6,5,4,3,2,1。
既然得到了反向的顺序，那么就可以把前后节点串联起来，当遍历到根节点1的时候，整个串联就完成了，二叉树就变成了链表。
null<-6<-5<-4<-3<-2<-1
时间复杂度:O(N)
空间复杂度:O(h),h是树高度
java代码:
class Solution {
public void flatten(TreeNode root) {
helper(root);
}
TreeNode pre = null;
void helper(TreeNode root) {
if(root==null) {
return;
}
//右节点-左节点-根节点 这种顺序正好跟前序遍历相反
//用pre节点作为媒介，将遍历到的节点前后串联起来
helper(root.right);
helper(root.left);
root.left = null;
root.right = pre;
pre = root;
}
}
python代码:
class Solution(object):
def flatten(self, root):
self.pre = None
def dfs(root):
if not root:
return None
# 右节点-左节点-根节点 这种顺序正好跟前序遍历相反
# 用pre节点作为媒介，将遍历到的节点前后串联起来
dfs(root.right)
dfs(root.left)
root.left = None
root.right = self.pre
self.pre = root
dfs(root)
(全文完)
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