二元查找树转变成排序的双向链表之C#算法实现

此题为July在CSDN发布的微软编程面试100题中的第一题，觉得蛮有趣的，今天也拿过来玩玩，July的代码用的是C++实现，可能因为有指针的原因吧，感觉看起来相对比较容易理解整个的实现过程，而我，试着用C#完成这样的功能。

完整的题目如下：

把二元查找树转变成排序的双向链表，要求不能创建任何新的结点，只调整指针的指向。

6 14

/ /
4 8 12 16

转换成双链表 4=6=8=10=12=14=16

动手编码之前，先回顾下二叉查找树的特点：任意节点的左子树都要小于当前节点，右子树都要大于当前节点。查询某个值，需要的时间复杂度为O(lgN)。

现在要求将其由树状结构改造成线性结构的双向链表，重点在于，获得当前节点左子树范围内最右节点（也是左子树最大值节点），以及右子树范围内最左节点（也是右子树最小值节点），然后，调整这两个节点当前节点左右顺序。即调整8、10之间和12、10之间的关系。

算法思路：

树根节点，分左右子树。先将当前节点左子树范围内最右节点leftR找出来，再将右子树范围内最左节点rightL找出来（这两步放在一开始，因为此时左右子树内的关系还没改变，先取出来，时间消耗O(lgN)。只是查找到节点，空间上只用到一个索引，不会产生新的内存分配）。
若左子树为叶子节点，则直接设置其右向索引指向其父节点，左向递归结束；否则，将此节点作为根节点，递归调用第一步。
若右子树为叶子节点，则直接设置其左向索引指向其父节点，右向递归结束，否则，将此节点作为根节点，递归调用第一步。
设置根节点的左向节点为leftR，leftR的右向节点为根节点（其左向节点，在b和c两步的递归过程中已经赋值），设置根节点的右向节点为rightL，rightL的左向节点为根节点（其右向节点，在b和c两步的递归过程中已经赋值）

C#源码部分：

首先定义根节点和左右子树节点：

以下代码为逻辑递归代码：

+ View Code

private static void ProcessTreeToLinked(MyLinkedNode node)
{
    if (null==node)
    {
        return;
    }

    //获取左子树的最右节点
    MyLinkedNode leftR = getMostRightNode(node.Left);

    //获取右子树的最左节点
    MyLinkedNode rightL = getMostLeftNode(node.Right);

    //左子树非空，递归处理左子树
    if (null == node.Left)
    {
        ProcessLeftNode(node.Left, node);
    }

    //若右子树非空，递归处理右子树
    if (null == node.Right)
    {
        ProcessRightNode(node.right, node);
    }

    //若左子树最右节点非空，调整与根节点相邻
    if (null != leftR)
    {
        leftR.Right = node;
        node.Left = leftR;
    }

    //若右子树的最左节点非空，调整与根节点相邻
    if (null != rightL)
    {
        rightL.Left = node;
        node.Right = rightL;
    }
}

private static void ProcessRightNode(MyLinkedNode right, MyLinkedNode node)
{
    //若右子树为叶子节点，直接将其左向索引指向父节点，并返回
    if (isLeafNode(right))
    {
        right.Left = node;
        return;
    }

    ProcessTreeToLinked(right);
}

private static void ProcessLeftNode(MyLinkedNode left, MyLinkedNode node)
{
    //若左子树为叶子节点，直接将其右向索引指向父节点，并返回
    if (isLeafNode(left))
    {
        left.Right = node;
        return;
    }

    //本节点当作根节点，递归调用
    ProcessTreeToLinked(left);
}

private static bool isLeafNode(MyLinkedNode left)
{
    throw new NotImplementedException();
}

private static MyLinkedNode getMostLeftNode(MyLinkedNode right)
{
    if (null == right)
    {
        return null;
    }

    if (null == right.Left)
    {
        return right;
    }

    return getMostLeftNode(right.Left);
}

private static MyLinkedNode getMostRightNode(MyLinkedNode left)
{
    if (null==left)
    {
        return null;
    }

    if (null==left.Right)
    {
        return left;
    }

    return getMostRightNode(left.Right);
}

编写这段代码其实不难，难的是如何理清楚解题思路。权当为接下来的面试做准备了，上次面试被问到要实现String.Replace()方法，却不能调用API，不得不说，作为一名测试人员，这样的编码难度对我来说还是比较大的，但并非不可克服，只是，需要继续努力提升自己~轻轻地，对自己说一声，加油~

分类: C#专题, 数据结构与算法