将给定的二叉树转换为双向链表 | 设置 3

概述

在应用程序中，有许多场景需要将二叉树转换为双向链表，这个过程通常称为二叉树的展开。本文将介绍一种将给定二叉树展开为双向链表的算法。

算法实现

定义数据结构

为了实现这个算法，需要先定义一个二叉树的节点结构体，该结构体包含一个value属性和left、right、prev、next指针。其中value属性表示节点的值，left和right分别表示左子树和右子树，prev和next分别表示前继节点和后继节点。

struct TreeNode {
    int value;
    TreeNode* left;
    TreeNode* right;
    TreeNode* prev;
    TreeNode* next;
    TreeNode(int val) : value(val), left(nullptr), right(nullptr), prev(nullptr), next(nullptr) {}
};

中序遍历二叉树

为了将二叉树转换为双向链表，需要先中序遍历该二叉树。在遍历过程中，将中序遍历的结果存储在一个vector中。

void inorderTraversal(TreeNode* root, vector<TreeNode*>& vec) {
    if (root == nullptr) return;
    inorderTraversal(root->left, vec);
    vec.push_back(root);
    inorderTraversal(root->right, vec);
}

将二叉树转换为双向链表

在得到中序遍历的结果之后，就可以开始将二叉树转换为双向链表。这个过程可以通过遍历中序遍历的结果来实现。在遍历过程中，将prev指针指向前一个节点，next指针指向后一个节点。

TreeNode* convertToDoublyLinkedList(TreeNode* root) {
    vector<TreeNode*> vec;
    inorderTraversal(root, vec);
    int n = vec.size();
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        TreeNode* node = vec[i];
        node->prev = (i == 0 ? nullptr : vec[i - 1]);
        node->next = (i == n - 1 ? nullptr : vec[i + 1]);
    }
    return vec[0];
}

总结

以上就是将给定的二叉树转换为双向链表的算法及其实现。这个算法的时间复杂度为O(N)，其中N是二叉树中节点的个数。如果你在应用程序中需要展开二叉树，可以尝试使用这个算法。