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。

解题思路

本文解法基于性质：二叉搜索树的中序遍历为 递增序列 。
将 二叉搜索树 转换成一个 “排序的循环双向链表” ，其中包含三个要素：

1. 排序链表： 节点应从小到大排序，因此应使用 中序遍历 “从小到大”访问树的节点；
2. 双向链表： 在构建相邻节点（设前驱节点 pre ，当前节点 cur ）关系时，不仅应 pre.right =cur，也应 cur.left = pre 。
3. 循环链表： 设链表头节点 head 和尾节点 tail ，则应构建 head.left = tail， 和 tail.right = head 。

链接：https://leetcode-cn.com/problems/er-cha-sou-suo-shu-yu-shuang-xiang-lian-biao-lcof/solution/mian-shi-ti-36-er-cha-sou-suo-shu-yu-shuang-xian-5/

代码展示

代码如下：

class Solution {
public:
    Node* treeToDoublyList(Node* root) {
        if(!root) return NULL;
        mid(root);
        //进行头节点和尾节点的相互指向，这两句的顺序也是可以颠倒的
        head->left=pre;
        pre->right=head;
        return head;
    }
    void mid(Node* cur)
    {
        if(!cur) return;
        mid(cur->left);
        //pre用于记录双向链表中位于cur左侧的节点，即上一次迭代中的cur,当pre==null时，cur左侧没有节点,即此时cur为双向链表中的头节点
        if(pre==NULL) head=cur;
        //反之，pre!=null时，cur左侧存在节点pre，需要进行pre.right=cur的操作。
        else pre->right=cur;
        //pre是否为null对这句没有影响,且这句放在上面两句if else之前也是可以的。
        cur->left=pre;
        //pre指向当前的cur
        pre=cur;
        //全部迭代完成后，pre指向双向链表中的尾节点
        mid(cur->right);
    }
private:
    Node* head,*pre;
};
执行用时：8 ms, 在所有 C++ 提交中击败了95.27%的用户
内存消耗：7.3 MB, 在所有 C++ 提交中击败了81.16%的用户

最后

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