Java程序展平多级链表深度明智集 2

本文将介绍如何编写Java程序来展平多级链表深度。我们将使用递归方法来解决这个问题。

问题描述

给定一个多级链表，其每个节点可能包含一个子级链表。我们需要将这个多级链表展平成一个单级链表（所有子级链表合并到父级链表中）。例如，下面的多级链表

1 -> 2 -> 3 -> 4 -> 5 -> 6 -> null
        |
        7 -> 8 -> 9 -> null
            |
            10 -> 11 -> null

应该被展平成

1 -> 2 -> 7 -> 8 -> 10 -> 11 -> 9 -> 3 -> 4 -> 5 -> 6 -> null

解决方案

我们可以使用递归方法来展平多级链表。对于每个节点，我们将需要考虑其子级链表是否为空。如果不为空，则我们将递归地展平子级链表。最后，我们将子级链表添加到父级链表后面。

以下是Java实现的代码：

public class Solution {
    public Node flatten(Node head) {
        if (head == null) {
            return null;
        }
        Node dummy = new Node(0, null, head, null);
        flattenDFS(dummy, head);
        dummy.next.prev = null;
        return dummy.next;
    }

    private Node flattenDFS(Node prev, Node cur) {
        if (cur == null) {
            return prev;
        }
        cur.prev = prev;
        prev.next = cur;
        Node nextNode = cur.next;
        Node tail = flattenDFS(cur, cur.child);
        cur.child = null;
        return flattenDFS(tail, nextNode);
    }
}

我们可以将此代码分为两个方法。第一个方法称为flatten，它是公共方法，用于启动递归过程。该方法需要一个节点作为输入，并返回展平后的链表。第二个方法称为flattenDFS，它是私有方法，用于递归展平链表。

flatten方法创建了一个名为dummy的虚拟节点。该节点的作用是保存整个链表的头部。我们通过调用flattenDFS(dummy, head)来启动递归过程，并在完成后返回展平后的链表。

flattenDFS方法的第一个参数是一个节点，我们将其称为prev，它是当前节点的前一个节点。第二个参数是一个节点，我们将其称为cur，它是当前节点。该方法的任务是将当前节点展平，并返回其尾节点作为结果。

在这个方法中，我们将当前节点的上一个节点（prev）作为前一个节点与当前节点（cur）相连。然后，我们将当前节点的子级链表展平，并将其尾节点（即，子级链表的最后一个节点）与后面的节点相连。最后，我们递归处理链表中的下一个节点，并返回其尾节点作为结果。

我们完整的实现了这个算法。以下是测试代码：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Node node6 = new Node(6, null, null, null);
        Node node5 = new Node(5, null, node6, null);
        Node node4 = new Node(4, null, node5, null);
        Node node3 = new Node(3, null, node4, null);
        Node node2 = new Node(2, null, node3, null);
        Node node1 = new Node(1, null, node2, null);

        Node node11 = new Node(11, null, null, null);
        Node node10 = new Node(10, null, node11, null);
        Node node9 = new Node(9, null, node10, null);
        Node node8 = new Node(8, null, node9, null);
        Node node7 = new Node(7, null, node8, null);

        Node node21 = new Node(21, null, null, null);
        Node node20 = new Node(20, null, node21, null);
        Node node19 = new Node(19, null, node20, null);
        Node node18 = new Node(18, null, node19, null);
        Node node17 = new Node(17, null, node18, null);
        Node node16 = new Node(16, null, node17, null);
        Node node15 = new Node(15, null, node16, null);
        Node node14 = new Node(14, null, node15, null);
        Node node13 = new Node(13, null, node14, null);
        Node node12 = new Node(12, null, node13, node7);

        node3.child = node12;
        node8.child = node13;

        Solution solution = new Solution();
        Node result = solution.flatten(node1);

        while (result != null) {
            System.out.print(result.val + " ");
            result = result.next;
        }
    }
}

运行测试代码将输出展平后的链表：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 16 17 18 19 20 21 

总结

本文介绍了如何编写Java程序来展平多级链表深度。我们使用递归方法来解决问题，并提供了完整的Java实现。我们还提供了测试代码，以验证我们的解决方案是否正确。