扁平化链表的Python程序

扁平化链表是指将多层嵌套的链表转化为单层链表，可以方便地进行遍历和操作。Python提供了高效简洁的方式来实现链表的扁平化。

算法思路

扁平化链表的基本思路是使用递归算法，将多层嵌套的链表转化为单层链表。具体实现方式如下：

1. 遍历链表，如果当前节点是子链表，则递归地将子链表扁平化，并将扁平化后的子链表插入到当前节点和下一个节点之间。
2. 如果当前节点不是子链表，则直接将当前节点插入到前一个节点之后。

代码实现

下面给出使用Python实现扁平化链表的代码：

class ListNode:
    def __init__(self, val, prev=None, next=None, child=None):
        self.val = val
        self.prev = prev
        self.next = next
        self.child = child

def flatten(head: ListNode) -> ListNode:
    if not head:
        return head

    cur = head
    while cur:
        if cur.child:
            child = cur.child
            cur.child = None

            next_node = cur.next
            child = flatten(child)
            cur.next = child
            child.prev = cur

            while cur.next:
                cur = cur.next

            cur.next = next_node
            if next_node:
                next_node.prev = cur

        cur = cur.next

    return head

以上代码中，我们定义了ListNode类来存储链表节点的信息，包括节点值val、前驱节点prev、后继节点next和子链表child。flatten函数接受一个链表头节点head作为输入，返回扁平化后的链表头节点。

在flatten函数中，我们首先判断链表头是否为空，如果为空则直接返回。然后使用while循环遍历整个链表，对于每个节点，如果它包含子链表，则递归地调用flatten函数将子链表扁平化，并将扁平化后的子链表插入到当前节点和下一个节点之间。

最后返回扁平化后的链表头节点，算法的时间复杂度为$O(n)$，其中$n$为链表的长度。

总结

本文介绍了使用Python实现扁平化链表的算法思路和代码实现，希望对读者有所帮助。实际应用中，我们可以根据具体需求，灵活地调整链表结构和算法实现方式，以达到更高的效率和质量。