微軟面試題,將二叉排序樹轉換成雙向連結串列

pengfoo發表於2012-09-25

題目:輸入一棵二元查詢樹,將該二元查詢樹轉換成一個排序的雙向連結串列。要求不能建立任何新的結點,只調整指標的指向。
  比如將二元查詢樹
                                         10
                                       /      \
                                    6         14
                                   /   \      /  \
                                  4    8   12    16


轉換成雙向連結串列
4=6=8=10=12=14=16。
  分析:本題是微軟的面試題。很多與樹相關的題目都是用遞迴的思路來解決,本題也不例外。

我們可以中序遍歷整棵樹。按照這個方式遍歷樹,比較小的結點先訪問。如果我們每訪問一個結點,假設之前訪問過的結點已經調整成一個排序雙向連結串列,我們再把調整當前結點的指標將其連結到連結串列的末尾。當所有結點都訪問過之後,整棵樹也就轉換成一個排序雙向連結串列了。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

typedef struct node
{
	int key;
	struct node *pleft;
	struct node *pright; 
}Node;

int CreateTreeByInsertData(Node **p,int k)//理解為什麼用二級指標
{
	if(*p==NULL)      
	{
		*p=(Node *)malloc(sizeof(Node));	
		(*p)->key=k; 
		(*p)->pleft=(*p)->pright=NULL;     
		return 1;
	}
	else if(k == (*p)->key)          
		return 0;
	else if(k < (*p)->key)           
		return CreateTreeByInsertData(&(*p)->pleft,k); 
	else
		return CreateTreeByInsertData(&(*p)->pright,k);  

}

//int CreateTreeByInsertData(Node *p,int k)//為什麼一級指標達不到要求
//{
//	if(p==NULL)      
//	{
//		p=(Node *)malloc(sizeof(Node));	
//		(p)->key=k; 
//		(p)->pleft=(p)->pright=NULL;     
//		return 1;
//	}
//	else if(k == (p)->key)          
//		return 0;
//	else if(k < (p)->key)           
//		return CreateTreeByInsertData((p)->pleft,k); 
//	else
//		return CreateTreeByInsertData((p)->pright,k);  
//
//}

void InOrderTravel(Node *p)//中序遍歷樹
{
	if(p == NULL)
		return ;
	InOrderTravel(p->pleft);
	printf("%d ",p->key);
	InOrderTravel(p->pright);
}

void ClearTree(Node** tree)//刪除樹的操作,在本題中不一定用的到
{
	if(*tree==NULL)return;
	ClearTree(&(*tree)->pleft);
	ClearTree(&(*tree)->pright);
	free(*tree);
	*tree=NULL;
}

void ClearDoubleList(Node *head)//刪除雙向連結串列
{
	Node *q,*p = head;
	while(p)
	{
		q = p;
		p = p->pright;
		free(q);
	}
	
}

void TreeToDoublelist(Node *ptr, Node **ListHead, Node **ListTail) //將樹轉換成雙向連結串列
{ 
	if(ptr==NULL) 
		return;
	TreeToDoublelist(ptr->pleft, ListHead, ListTail); 

	/**
	***核心部分:
	**/
	ptr->pleft=*ListTail; 
	if(*ListTail) 
		(*ListTail)->pright=ptr; 
	else 
		*ListHead=ptr; 
	*ListTail=ptr; 

	TreeToDoublelist(ptr->pright, ListHead, ListTail); 
}

void printDoubleList(Node *ListHead, Node *ListTail)//列印出雙向連結串列
{
	Node* ptr;
	printf("Visit the double list from left:\n");
	for(ptr=ListHead;ptr;ptr=ptr->pright)
		printf("[%d] ",ptr->key);
	printf("\n");
	printf("Visit the double list from right:\n");
	for(ptr=ListTail;ptr;ptr=ptr->pleft)
		printf("[%d] ",ptr->key);
	printf("\n");
}


int main()
{
	int i;
	Node *proot = NULL;
	Node *ListHead = NULL;
	Node *ListTail = NULL;
	int data[] = {4,9,3,6,23,11,8,34,78};

	//依次插入一些資料,建立一個二叉排序樹
	for(i=0; i<sizeof(data)/sizeof(int); i++)
		//CreateTreeByInsertData(proot, data[i]);
		CreateTreeByInsertData(&proot, data[i]);
	InOrderTravel(proot);

	TreeToDoublelist(proot,&ListHead,&ListTail);

	printDoubleList(ListHead,ListTail);
	//Clear(&proot);

	ClearDoubleList(ListHead);

	

	return 0; 
}

if(ptr==NULL)   return;當遍歷到空節點時(也就是葉節點的孩子),我們直接返回。
TreeToDoublelist(ptr->left,ListHead,ListTail);中序遍歷嘛,所以先遍歷它左面的所有節點,然後再對它進行處理。
ptr->left=*ListTail;*ListTail是已處理好的雙向連結串列的尾巴,所以我們要將現在遍歷的節點左指標指向這個雙向連結串列的尾巴
if(*ListTail)
    ( *ListTail)->right=ptr;
else
    * ListHead=ptr;
如果*ListTail指標為空說明現在正在遍歷二叉排序樹的第一個節點,那麼就將ListHead指標指向該節點,如果不為空,則將處理好的雙向連結串列的尾巴指向該節點。
*ListTail=ptr;最後將ListTail指向該節點,也就是說現在這個節點是雙向連結串列的尾巴了。
TreeToDoublelist(ptr->right,ListHead,ListTail);繼續遍歷該節點右面的所有節點,構造雙向連結串列。
至此這個題目最關鍵的部分就完成了。

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