C++ 程序展平多级链表深度明智 - 集 2

简介

本文将介绍如何使用 C++ 编程语言来展平多级链表的深度。多级链表是一种特殊类型的链表，每个节点可能有一个子链表。展平多级链表意味着将子链表合并到主链表中，使链表变为单级链表。这个问题可以通过递归或迭代的方式解决。

问题描述

给定一个多级链表的头节点 Node* head，它有两个指针，next 和 child。其中 next 指向下一个节点，child 可能指向一个子链表的头节点。展平链表意味着将子链表合并到主链表中，并确保所有节点都只有一个 next 指针。

实现方法

递归解法

递归是解决多级链表展平问题的一种常见方法。具体步骤如下：

1. 初始化一个临时指针 temp，指向当前节点的 next 指针。
2. 检查当前节点是否有子链表。如果有，递归展平子链表并返回子链表的尾节点。
3. 将子链表的尾节点与 temp 连接，确保主链表的节点有序连接。
4. 对当前节点的下一个节点执行相同的操作，直到所有节点都被遍历。
5. 返回展平后链表的尾节点。

以下是递归解法的示例代码片段：

class Node {
public:
    int val;
    Node* next;
    Node* child;
};

Node* flatten(Node* head) {
    if (head == nullptr) {
        return nullptr;
    }
    Node* current = head;
    while (current != nullptr) {
        if (current->child != nullptr) {
            Node* nextNode = current->next;
            Node* childTail = flatten(current->child);
            current->next = current->child;
            current->next->prev = current;
            current->child = nullptr;
            childTail->next = nextNode;
            if (nextNode != nullptr) {
                nextNode->prev = childTail;
            }
            current = childTail;
        }
        if (current->next == nullptr) {
            break;
        }
        current = current->next;
    }
    return current;
}

迭代解法

迭代也是解决多级链表展平问题的一种方法。迭代方法使用栈来按照正确的顺序处理链表节点。具体步骤如下：

1. 创建一个栈，并将头节点压入栈中。
2. 初始化一个指针 prev，指向前一个访问过的节点，初始值为 nullptr。
3. 遍历栈中的节点，直到栈为空。
4. 弹出节点 current，将其 next 指针指向前一个访问过的节点 prev。
5. 如果节点 current 有子链表，将子链表的节点压入栈中。
6. 更新 prev 指针为当前节点 current。
7. 重复步骤 3-6，直到所有节点都被处理完毕。
8. 返回展平后链表的头节点。

以下是迭代解法的示例代码片段：

Node* flatten(Node* head) {
    if (head == nullptr) {
        return nullptr;
    }
    stack<Node*> st;
    st.push(head);
    Node* prev = nullptr;
    while (!st.empty()) {
        Node* current = st.top();
        st.pop();
        if (current->next != nullptr) {
            st.push(current->next);
        }
        if (current->child != nullptr) {
            st.push(current->child);
            current->child = nullptr;
        }
        if (prev != nullptr) {
            prev->next = current;
            current->prev = prev;
        }
        prev = current;
    }
    return head;
}

总结

展平多级链表是一个常见的编程问题，可以用递归或迭代的方式解决。递归方法使用递归函数和指针操作来展平链表，而迭代方法使用栈实现节点的正确处理顺序。根据实际情况选择最适合的解决方案，并根据具体需求进行适当的修改和优化。