114. Flatten Binary Tree to Linked List

题目：二叉树展开成链表

Given a binary tree, flatten it to a linked list in-place.

For example,
Given

         1
        / \
       2   5
      / \   \
     3   4   6

The flattened tree should look like:

   1
    \
     2
      \
       3
        \
         4
          \
           5
            \
             6

click to show hints.

Hints:

If you notice carefully in the flattened tree, each node's right child points to the next node of a pre-order traversal.

题意：

给定一个二叉树，将其展开为链表。即，将二叉树按照前序遍历展开成链表（一棵只有右子树的二叉树）

Hint：

仔细观察展开之后的树，每个节点的右孩子节点指向前序遍历的下一个节点。

思路一：

递归版本。递归二叉树中的所有左右子节点，然后将左子树所形成的链表插入到root和root->right之间，过程为，找到根节点的左节点，找到左链表的最后一个节点，将根节点的右子树连接到左链表的最后一个节点只上，之后将根节点的左链表连接到根节点的右节点位置上，之后将根节点的左节点赋值为空指针。

代码：C++版：8ms

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    void flatten(TreeNode* root) {
        if (!root) return;
        if (root->left) flatten(root->left);
        if (root->right) flatten(root->right);
        TreeNode *tmp = root->right;
        root->right = root->left;
        root->left = NULL;
        while (root->right) root = root->right;
        root->right = tmp;
    }
};

例如，对于下面的二叉树，上述算法的变换的过程如下：

     1
    / \
   2   5
  / \   \
 3   4   6

     1
    / \
   2   5
    \   \
     3   6
      \    
       4

   1
    \
     2
      \
       3
        \
         4
          \
           5
            \
             6

思路二：

非迭代版本的实现，这个方法是从根节点开始出发，先检测其左子结点是否存在，如存在则将根节点和其右子节点断开，将左子结点及其后面所有结构一起连到原右子节点的位置，把原右子节点连到元左子结点最后面的右子节点之后。

代码：C++版：8ms

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    void flatten(TreeNode* root) {
        TreeNode *cur = root;
        while (cur) {
            if (cur->left) {
                TreeNode *p = cur->left;
                while (p->right) p = p->right;
                p->right = cur->right;
                cur->right = cur->left;
                cur->left = NULL;
            }
            cur = cur->right;
        }
    }
};

例如，对于下面的二叉树，上述算法的变换的过程如下：

     1
    / \
   2   5
  / \   \
 3   4   6

   1
    \
     2
    / \
   3   4
        \
         5
          \
           6
           
   1
    \
     2
      \
       3
        \
         4
          \
           5
            \
             6

思路三：

前序迭代解法。利用栈辅助完成。

代码：C++版：8ms

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    void flatten(TreeNode* root) {
        if (!root) return;
        stack stk;
        stk.push(root);
        while (!stk.empty()) {
            TreeNode *t = stk.top(); stk.pop();
            if (t->left) {
                TreeNode *r = t->left;
                while (r->right) r = r->right;
                r->right = t->right;
                t->right = t->left;
                t->left = NULL;
            }
            if (t->right) stk.push(t->right);
        }
    }
};