二叉树展开为单向连接表的探索之旅：从 Leetcode 114 的见解

深入浅出：Leetcode 114 问题剖析

Leetcode 114 问题要求我们将给定的二叉树展开为一个单向连接表。这意味着二叉树中的所有结点都将被排列成一个线性的序列，并且每个结点都指向其右边的下一个结点，而左子结点为空。

要解决此问题，我们需要一种方法来“拉平”二叉树，使其成为一个单向连接表。为了实现这个目标，我们需要：

1. 确定展开的单向连接表的起点： 对于给定的二叉树根结点，我们希望将最左边的结点作为展开后单向连接表的起点。这是因为展开后，最左边的结点将成为新的头部结点。
2. 将二叉树转换为单向连接表： 我们需要一种方法将二叉树的每个结点连接到下一个结点，并确保展开后保持其相对次序。
3. 处理子树： 对于给定的二叉树根结点，我们需要处理其左子树和右子树。左子树将被转换为单向连接表并连接到根结点，而右子树将被转换为单向连接表并连接到左子树的末尾。

庖丁解牛：巧妙的算法设计

基于对问题的理解，我们设计了一种算法来将二叉树展开为单向连接表：

1. 确定展开的单向连接表的起点： 使用一个指针 curr 指向当前处理的结点，并使用一个指针 pre 指向上一个处理的结点。
2. 将二叉树转换为单向连接表： 对于给定的二叉树根结点 root：
   • 如果 root 的左子树不为空，则将 curr 指向 root 的最左子结点。
   • 将 root 的右子树连接到 pre 的右子树。
   • 将 pre 的右子树连接到 root 的左子树。
   • 将 pre 指向 root。
3. 处理子树： 对于给定的二叉树根结点 root，我们按照以下步骤处理其左子树和右子树：
   • 将 root 的左子树展开为单向连接表，并将 curr 指向展开后左子树的末尾结点。
   • 将 root 的右子树展开为单向连接表，并将 curr 指向展开后右子树的末尾结点。

代码实现：清晰易懂的 Python 解法

基于我们的算法设计，我们提供了一个清晰易懂的 Python 解法：

def flatten(root):
  curr = root
  pre = None
  while curr:
    if curr.left:
      most_left = curr.left
      while most_left.right:
        most_left = most_left.right
      most_left.right = curr.right
      curr.right = curr.left
      curr.left = None
    pre = curr
    curr = curr.right
  return root

代码解析：步步为营，抽丝剥茧

我们的 Python 代码遵循了算法设计中的步骤：

1. 确定展开的单向连接表的起点： curr 指向根结点 root。
2. 将二叉树转换为单向连接表：
   • 如果 root 的左子树不为空，将 curr 指向 root 的最左子结点。
   • 将 root 的右子树连接到 pre 的右子树。
   • 将 pre 的右子树连接到 root 的左子树。
   • 将 pre 指向 root。
3. 处理子树： 在循环中，我们按照算法设计中的步骤处理 root 的左子树和右子树，并将 curr 指向展开后的单向连接表的末尾结点。

结语：回味无穷，意犹未尽

通过探索 Leetcode 114 问题，我们深入了解了二叉树到单向连接表的展开算法。我们提供的 Python 解法清晰易懂，展示了算法的实际实现。我们鼓励读者进一步探索算法和数据结构的世界，不断提升自己的编程能力。