以螺旋方式将二叉树转换为双向链表

简介

将二叉树转换为双向链表是一个比较常见的操作，可以用于优化某些树操作的效率。其中以螺旋方式转换可以在不使用递归的情况下实现。

转换过程

首先，将树的根节点作为链表的头部，并将它的左子树作为链表的前驱，右子树作为链表的后继。然后递归转换左子树和右子树，将它们分别连接到链表的尾部。最后返回链表头部。

在转换的过程中，需要维护当前链表的尾部和待处理节点。待处理节点是指还没有连接到链表中的节点。螺旋方式转换的核心在于使用一个栈来保存待处理节点，以确保处理节点时的顺序是沿着螺旋的路径进行。

代码实现

class TreeNode:
    def __init__(self, val=0):
        self.val = val
        self.left = None
        self.right = None

def spiral_bst_to_list(root: TreeNode) -> TreeNode:
    if not root:
        return None

    head = tail = root
    stack = [root.right, root.left]
    while stack:
        p = stack.pop()
        if not p:
            continue

        if tail.left == None:
            head.left = p
            p.right = head
            head = p
        else:
            tail.right = p
            p.left = tail
        tail = p

        stack.append(p.left)
        stack.append(p.right)

    return head

示例

以下是一个示例树：

    1
   / \
  2   3
 / \   \
4   5   6

转换后的双向链表如下所示：

1 <-> 2 <-> 4 <-> 5 <-> 3 <-> 6

总结

这种以螺旋方式将二叉树转换为双向链表的方法有以下优点：

• 不使用递归，避免了递归带来的栈空间占用和调用开销
• 转换过程中只遍历每个节点一次，时间复杂度为 O(n)

但也有一些注意事项需要注意：

• 在节点连接时需要判断前驱或后继是否为空，以免引起错误
• 在节点连接时需要维护前驱或后继的位置，否则可能导致链表顺序错误