C++將二叉樹轉(zhuǎn)為雙向鏈表及判斷兩個(gè)鏈表是否相交
把二叉查找樹轉(zhuǎn)變成排序的雙向鏈表
例如:

轉(zhuǎn)換成雙向鏈表
4=6=8=10=12=14=16
struct BSTreeNode
{
int m_nValue; // value of node
BSTreeNode *m_pLeft; // left child of node
BSTreeNode *m_pRight; // right child of node
};
首先闡述下二叉排序樹:
它首先要是一棵二元樹,在這基礎(chǔ)上它或者是一棵空樹;或者是具有下列性質(zhì)的二元樹: (1)若左子樹不空,則左子樹上所有結(jié)點(diǎn)的值均小于它的根結(jié)點(diǎn)的值; (2)若右子樹不空,則右子樹上所有結(jié)點(diǎn)的值均大于它的根結(jié)點(diǎn)的值; (3)左、右子樹也分別為二元查找樹
解決思路:
中序遍歷得到的即為排序好的鏈表順序,因此需要解決的就是指針的指向問題。
好吧,我首先想到的不是遍歷過程中修改指針指向(后來看別人代碼了......)
最開始的思路是在中序遍歷過程中左孩子要訪問當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn),因此中序遍歷過程中應(yīng)當(dāng)傳遞當(dāng)前節(jié)點(diǎn)和父節(jié)點(diǎn)。這就導(dǎo)致了root(根)節(jié)點(diǎn)與其他節(jié)點(diǎn)的處理方式不同。
后來想到既然中序遍歷是一個(gè)排序好的鏈表,那么遍歷過程中將當(dāng)前訪問節(jié)點(diǎn)的地址放入一個(gè)指針數(shù)組。遍歷結(jié)束后通過這個(gè)指針數(shù)組就可以方便的知道每個(gè)節(jié)點(diǎn)的前驅(qū)和后繼節(jié)點(diǎn),再更改節(jié)點(diǎn)指向即可。
最后看到了別人的代碼,總結(jié)如下:
head指針指向鏈表表頭,index指針指向鏈表尾節(jié)點(diǎn)。
所有節(jié)點(diǎn)的左指針都指向前一節(jié)點(diǎn),右指針都指向后一節(jié)點(diǎn)。
因此:(中間過程)
- 當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的左指針指向表尾節(jié)點(diǎn);
- 表尾節(jié)點(diǎn)的右指針指向當(dāng)前節(jié)點(diǎn);
- 更新,尾節(jié)點(diǎn)指向當(dāng)前節(jié)點(diǎn);
(對(duì)于表頭,即尾節(jié)點(diǎn)指向NULL),初始化Head節(jié)點(diǎn)。
代碼如下:
void convertToDoubleList(BSTreeNode* pCurrent)
{
pCurrent->m_pLeft=pIndex;
if (pIndex == NULL)
{
pHead=pCurrent;
}
else
{
pIndex->m_pRight=pCurrent;
}
pIndex=pCurrent;
}
判斷倆個(gè)鏈表是否相交
給出倆個(gè)單向鏈表的頭指針,比如 h1,h2,判斷這倆個(gè)鏈表是否相交。
為了簡(jiǎn)化問題,我們假設(shè)倆個(gè)鏈表均不帶環(huán)。
問題擴(kuò)展:
如果需要求出倆個(gè)鏈表相交的第一個(gè)節(jié)點(diǎn)列
鏈表定義
typedef struct node
{
int data;
struct node * next;
}List;
- 如果不帶環(huán),那么分別遍歷兩個(gè)鏈表到尾節(jié)點(diǎn);
- 若果兩個(gè)鏈表相交,那么尾節(jié)點(diǎn)一定相交;
- 如果兩個(gè)鏈表不相交,那么尾節(jié)點(diǎn)一定不相交;
int isJoinedNocylic(List * h1,List * h2)
{
while(h1 != NULL)
h1 = h1->next;
while(h2 != NULL)
h2 = h2->next;
return h1 == h2;
}
如果需要求出倆個(gè)鏈表相交的第一個(gè)節(jié)點(diǎn)列?
網(wǎng)上看到了這樣的一個(gè)解法:設(shè)置兩個(gè)指針fast和slow,初始值都指向頭,slow每次前進(jìn)一步,fast每次前進(jìn)二步,如果鏈表存在環(huán),則fast必定先進(jìn)入環(huán),而slow后進(jìn)入環(huán),兩個(gè)指針必定相遇。(當(dāng)然,fast先行頭到尾部為NULL,則為無環(huán)鏈表),這樣就可以判斷兩個(gè)鏈表是否相交了,程序如下:
int isCycle(List * h)
{
List * p1, * p2;
p1 = p2 = h;
int flag;
while(p2 != NULL && p2->next != NULL)
{
p1 = p1->next;
p2 = p2->next->next;
if(p1 == p2)
{
flag = 1;
break;
}
}
flag = 0;
return flag;
}
下面看看怎么找環(huán)的入口,當(dāng)fast與slow相遇時(shí),slow肯定沒有走遍歷完鏈表,而fast已經(jīng)在環(huán)內(nèi)循環(huán)了n圈(1<=n)。假設(shè)slow走了s步,則fast走了2s步(fast步數(shù)還等于s 加上在環(huán)上多轉(zhuǎn)的n圈),設(shè)環(huán)長為r,則:
2s = s + nr s= nr
設(shè)整個(gè)鏈表長L,入口環(huán)與相遇點(diǎn)距離為x,起點(diǎn)到環(huán)入口點(diǎn)的距離為a。
a + x = nr a + x = (n – 1)r +r = (n-1)r + L - a a = (n-1)r + (L – a – x)
(L – a – x)為相遇點(diǎn)到環(huán)入口點(diǎn)的距離,由此可知,從鏈表頭到環(huán)入口點(diǎn)等于(n-1)循環(huán)內(nèi)環(huán)+相遇點(diǎn)到環(huán)入口點(diǎn)(從相遇點(diǎn)向后遍歷循環(huán)回到入口點(diǎn)的距離),于是我們從鏈表頭、與相遇點(diǎn)分別設(shè)一個(gè)指針,每次各走一步,兩個(gè)指針必定相遇,且相遇點(diǎn)為環(huán)入口點(diǎn),也即為兩個(gè)鏈表的第一個(gè)相同節(jié)點(diǎn)。程序描述如下:
List * isJoined(List * h1,List * h2)
{
List * ph1,*p1,*p2;
int flag;
ph1 = h1;
while(ph1->next != NULL)
ph1 = ph1->next;
ph1->next = h2;
if(0 == isCycle(h1))
{
flag = 0;
}
else
{
p1 = h1;
while(p1 != p2)
{
p1 = p1->next;
p2 = p2->next;
}
flag = p1;
}
return flag;
}
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