将给定的二叉树转换为双向链表

问题描述

给定一个二叉树，将该二叉树转换成一个双向链表。

其中，双向链表的左指针表示当前节点的左子树，右指针表示当前节点的右子树。

解决方案

利用中序遍历的方式，从小到大依次将该二叉树的节点添加到双向链表中。

在递归处理节点时，首先对左子树进行递归处理，然后将当前节点添加到双向链表中，并将链表的尾节点指向当前节点。处理完当前节点后，继续对右子树进行递归处理。

最后返回双向链表的头节点即可。

以下是示例代码实现：

public class TreeNode {
    int val;
    TreeNode left;
    TreeNode right;

    public TreeNode(int val) {
        this.val = val;
    }
}

public class Solution {
    TreeNode head = null, tail = null;

    public TreeNode convert(TreeNode root) {
        // 递归处理节点
        if (root != null) {
            // 处理左子树
            convert(root.left);

            // 处理当前节点
            if (tail == null) {
                // 链表为空，当前节点为头节点
                head = root;
            } else {
                // 链表不为空，将链表尾节点指向当前节点，当前节点的左指针指向链表尾节点
                tail.right = root;
                root.left = tail;
            }
            // 更新链表尾节点为当前节点
            tail = root;

            // 处理右子树
            convert(root.right);
        }

        return head;
    }
}

复杂度分析

该算法需要进行一次中序遍历，时间复杂度为 O(n)。

同时需要使用两个额外的节点 head 和 tail 来保存链表的头节点和尾节点，空间复杂度也为 O(n)。

因此，该算法的时间复杂度和空间复杂度均为 O(n)。

总结

通过中序遍历的方式，可以将给定的二叉树转换成一个双向链表。

该算法的时间和空间复杂度均为 O(n)，因此在实际应用中需要根据数据规模和性能需求对其进行适当的优化。