C++將二叉樹轉(zhuǎn)為雙向鏈表及判斷兩個鏈表是否相交
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)點的值均小于它的根結(jié)點的值; (2)若右子樹不空,則右子樹上所有結(jié)點的值均大于它的根結(jié)點的值; (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)點的父節(jié)點,因此中序遍歷過程中應(yīng)當(dāng)傳遞當(dāng)前節(jié)點和父節(jié)點。這就導(dǎo)致了root(根)節(jié)點與其他節(jié)點的處理方式不同。
后來想到既然中序遍歷是一個排序好的鏈表,那么遍歷過程中將當(dāng)前訪問節(jié)點的地址放入一個指針數(shù)組。遍歷結(jié)束后通過這個指針數(shù)組就可以方便的知道每個節(jié)點的前驅(qū)和后繼節(jié)點,再更改節(jié)點指向即可。
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。
所有節(jié)點的左指針都指向前一節(jié)點,右指針都指向后一節(jié)點。
因此:(中間過程)
- 當(dāng)前節(jié)點的左指針指向表尾節(jié)點;
- 表尾節(jié)點的右指針指向當(dāng)前節(jié)點;
- 更新,尾節(jié)點指向當(dāng)前節(jié)點;
(對于表頭,即尾節(jié)點指向NULL),初始化Head節(jié)點。
代碼如下:
void convertToDoubleList(BSTreeNode* pCurrent) { pCurrent->m_pLeft=pIndex; if (pIndex == NULL) { pHead=pCurrent; } else { pIndex->m_pRight=pCurrent; } pIndex=pCurrent; }
判斷倆個鏈表是否相交
給出倆個單向鏈表的頭指針,比如 h1,h2,判斷這倆個鏈表是否相交。
為了簡化問題,我們假設(shè)倆個鏈表均不帶環(huán)。
問題擴展:
如果需要求出倆個鏈表相交的第一個節(jié)點列
鏈表定義
typedef struct node { int data; struct node * next; }List;
- 如果不帶環(huán),那么分別遍歷兩個鏈表到尾節(jié)點;
- 若果兩個鏈表相交,那么尾節(jié)點一定相交;
- 如果兩個鏈表不相交,那么尾節(jié)點一定不相交;
int isJoinedNocylic(List * h1,List * h2) { while(h1 != NULL) h1 = h1->next; while(h2 != NULL) h2 = h2->next; return h1 == h2; }
如果需要求出倆個鏈表相交的第一個節(jié)點列?
網(wǎng)上看到了這樣的一個解法:設(shè)置兩個指針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,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)整個鏈表長L,入口環(huán)與相遇點距離為x,起點到環(huán)入口點的距離為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)為相遇點到環(huán)入口點的距離,由此可知,從鏈表頭到環(huán)入口點等于(n-1)循環(huán)內(nèi)環(huán)+相遇點到環(huán)入口點(從相遇點向后遍歷循環(huán)回到入口點的距離),于是我們從鏈表頭、與相遇點分別設(shè)一個指針,每次各走一步,兩個指針必定相遇,且相遇點為環(huán)入口點,也即為兩個鏈表的第一個相同節(jié)點。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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