深刻理解双向链表：揭秘LeetCode 430题背后的思路与技巧

2023-11-19 12:27:54

理解多级双向链表
运用递归思想
处理子链表
代码实现
复杂度分析
结语

1. 理解多级双向链表

与单向链表不同，多级双向链表包含一个或多个子链表，每个子链表本身也是一个双向链表。理解多级双向链表的结构对于解决LeetCode 430题至关重要。一个典型的多级双向链表如下：

head -> node1 -> node2 -> ... -> nodeN -> child1_head -> child1_node1 -> child1_node2 -> ... -> child1_nodeM -> ... -> childK_head -> childK_node1 -> childK_node2 -> ... -> childK_nodeL -> null

在上面的示例中，head是链表的头部，node1到nodeN是链表中的节点，child1_head是第一个子链表的头部，child1_node1到child1_nodeM是第一个子链表中的节点，以此类推。

2. 运用递归思想

LeetCode 430题的本质是将多级双向链表扁平化，即把所有的子链表都合并到父链表中。为了实现这个目标，我们可以运用递归的思想。首先，我们可以将问题分解成更小的子问题，即把每个子链表都单独扁平化。然后，我们可以递归地处理这些子链表，将它们合并到父链表中。

3. 处理子链表

在处理子链表时，我们需要考虑两种情况：

子链表为空的情况。 这种情况下，我们只需要将当前节点的child指针指向下一个节点即可。
子链表不为空的情况。 这种情况下，我们需要先将子链表扁平化，然后再将当前节点的child指针指向子链表的头节点，并将子链表的尾节点的next指针指向当前节点。

4. 代码实现

/*
 * Definition for a Node.
 */
class Node {
    int val;
    Node prev;
    Node next;
    Node child;

    public Node() {}

    public Node(int _val,Node _prev, Node _next, Node _child) {
        val = _val;
        prev = _prev;
        next = _next;
        child = _child;
    }
};

class Solution {
    public Node flatten(Node head) {
        if (head == null) {
            return null;
        }

        // 递归处理子链表
        flatten(head.child);

        // 处理当前节点
        if (head.child != null) {
            // 将子链表的尾节点连接到当前节点的下一个节点
            Node tail = head.child;
            while (tail.next != null) {
                tail = tail.next;
            }
            tail.next = head.next;

            // 将当前节点的下一个节点连接到子链表的头部
            if (head.next != null) {
                head.next.prev = tail;
            }

            // 将当前节点的子链表指向 null
            head.child = null;
        }

        // 返回当前节点
        return head;
    }
}