【剑指Offer】面试题36. 二叉搜索树与双向链表

题目

输入一棵二叉搜索树，将该二叉搜索树转换成一个排序的循环双向链表。要求不能创建任何新的节点，只能调整树中节点指针的指向。
为了让您更好地理解问题，以下面的二叉搜索树为例：

我们希望将这个二叉搜索树转化为双向循环链表。链表中的每个节点都有一个前驱和后继指针。对于双向循环链表，第一个节点的前驱是最后一个节点，最后一个节点的后继是第一个节点。

下图展示了上面的二叉搜索树转化成的链表。“head” 表示指向链表中有最小元素的节点。

特别地，我们希望可以就地完成转换操作。当转化完成以后，树中节点的左指针需要指向前驱，树中节点的右指针需要指向后继。还需要返回链表中的第一个节点的指针。

思路

中序遍历过程中，先将左子树转成双向链表，然后和当前节点连接，再把右子树转为双向链表。

代码

/*
// Definition for a Node.
class Node {
public:
    int val;
    Node* left;
    Node* right;

    Node() {}

    Node(int _val) {
        val = _val;
        left = NULL;
        right = NULL;
    }

    Node(int _val, Node* _left, Node* _right) {
        val = _val;
        left = _left;
        right = _right;
    }
};
*/
class Solution {
    Node *head, *pre;
public:
    Node* treeToDoublyList(Node* root) {
        if (!root) return root;        
        inorder(root);
        // 连接首尾
        head->left = pre;
        pre->right = head;
        return head;
    }

    void inorder(Node* cur) {
        if (!cur) return;
        inorder(cur->left);
        if (!pre) head = cur;
        else {
            pre->right = cur;
            cur->left = pre;
        }
        pre = cur;
        inorder(cur->right);
    }
};