每日一题(69) - 二叉搜索树与双向链表

题目来自剑指offer

题目：

举例：

思路：类似数据结构中的中序加线索。

具体来说，使用中序遍历的思路，并使用一个变量pLast保存在中序遍历中当前元素pCur的前一个元素。

之后，每处理一个结点，都设置本结点的前驱和上一个结点后继。处理完后，中序遍历的最后一个元素的后继没有被赋值，需要单独赋值为空，其他元素的前驱和后继都已正确赋值完毕。

核心代码

void Convert(BTNode* pRoot,BTNode*& pLast,BTNode*& pHead)
{
	if (pRoot == NULL)
	{
		return;
	}
	
	Convert(pRoot->m_pLeft,pLast,pHead);

	//处理当前元素
	if (pLast == NULL)
	{
		pHead = pRoot; 
	}
	else
	{
		pRoot->m_pLeft = pLast;//设置本元素的前驱
		pLast->m_pRight = pRoot;//设置上一个元素的后继
	}
	pLast = pRoot;//记录中序遍历的上一个元素

	Convert(pRoot->m_pRight,pLast,pHead);
}

BTNode* Convert(BTNode* pRoot)
{
	assert(pRoot);
	BTNode* pLast = NULL;
	BTNode* pHead = NULL;
	Convert(pRoot,pLast,pHead);
	//设置最后一个元素的后继
	pLast ->m_pRight = NULL;
	return pHead;
}

测试代码

#include <iostream>
#include <assert.h>
using namespace std;

struct BTNode
{
	int m_nValue;
	BTNode* m_pLeft;
	BTNode* m_pRight;
};

void Convert(BTNode* pRoot,BTNode*& pLast,BTNode*& pHead)
{
	if (pRoot == NULL)
	{
		return;
	}
	
	Convert(pRoot->m_pLeft,pLast,pHead);

	//递归当前元素
	if (pLast == NULL)
	{
		pHead = pRoot; 
	}
	else
	{
		pRoot->m_pLeft = pLast;//设置本元素的前驱
		pLast->m_pRight = pRoot;//设置本元素的后继
	}
	pLast = pRoot;//记录中序遍历的上一个元素

	Convert(pRoot->m_pRight,pLast,pHead);
}

BTNode* Convert(BTNode* pRoot)
{
	assert(pRoot);
	BTNode* pLast = NULL;
	BTNode* pHead = NULL;
	Convert(pRoot,pLast,pHead);
	//设置最后一个元素的后继
	pLast ->m_pRight = NULL;
	return pHead;
}

void PrintList(BTNode* pHead)
{
	assert(pHead);

	BTNode* pCur = pHead;
	cout<<"从前往后输出链表:"<<endl;
	while(pCur->m_pRight)
	{
		cout<<pCur->m_nValue<<" ";
		pCur = pCur->m_pRight;
	}
	cout<<pCur->m_nValue<<endl;
	
	cout<<"从后往前输出链表:"<<endl;
	while(pCur)
	{
		cout<<pCur->m_nValue<<" ";
		pCur = pCur->m_pLeft;
	}
	cout<<endl;
}

void PrintTree(BTNode* pRoot)
{
	if (pRoot == NULL)
	{
		return;
	}
	PrintTree(pRoot->m_pLeft);
	cout<<pRoot->m_nValue<<" ";
	PrintTree(pRoot->m_pRight);
}

void CreatTree(BTNode*& pRoot)        
{        
	int newData;        
	cin >> newData;        
	if (-1 == newData)        
	{        
		pRoot = NULL;        
	}        
	else        
	{        
		pRoot = new BTNode;        
		pRoot->m_nValue = newData;        
		CreatTree(pRoot->m_pLeft);        
		CreatTree(pRoot->m_pRight);         
	}        
}

int main()
{
	BTNode* pRoot = NULL;
	BTNode* pHead = NULL;

	CreatTree(pRoot);
	cout<<"树的中序遍历:"<<endl;
	PrintTree(pRoot);
	cout<<endl;

	pHead = Convert(pRoot);
	PrintList(pHead);

	system("pause");
	return 1;
}

代码测试：

这里并没有真正简历一个二叉搜索树，而是简单的建立一个普通的二叉树，且数组元素满足二叉搜索树树的性质。

举例：建树算法如树的子结构

输入：10 6 4 -1 -1 8 -1 -1 14 12 -1 -1 16 -1 -1，其中-1表示NULL。

建立的树为：