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。

      10

    /   \

  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：

1. 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）。
2. 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。
3. 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。
4. 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：

        private int value;

        private MyLinkedNode left;

        private MyLinkedNode right;



        public MyLinkedNode(int value)

        {

            this.value = value;

        }



        public MyLinkedNode Left

        {

            get { return this.left; }

            set { this.left = value; }

        }



        public MyLinkedNode Right

        {

            get { return this.right; }

            set { this.right = value; }

        }

以下代码为逻辑递归代码：

        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 node)

        {

            return (null == node.Left) && (null == node.Right);

        }



        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~