一、题目描述与要求
二叉搜索树与双向链表_牛客题霸_牛客网 (nowcoder.com)
题目描述
输入一棵二叉搜索树，将该二叉搜索树转换成一个排序的双向链表。如下图所示
数据范围：输入二叉树的节点数 0≤n≤1000，二叉树中每个节点的值 0≤val≤1000
要求：空间复杂度O(1)（即在原树上操作），时间复杂度 O(n)
注意:
1.要求不能创建任何新的结点，只能调整树中结点指针的指向。当转化完成以后，树中节点的左指针需要指向前驱，树中节点的右指针需要指向后继
2.返回链表中的第一个节点的指针
3.函数返回的TreeNode，有左右指针，其实可以看成一个双向链表的数据结构
4.你不用输出双向链表，程序会根据你的返回值自动打印输出
输入描述：
二叉树的根节点
返回值描述：
双向链表的其中一个头节点。
示例
示例1：
输入：{10,6,14,4,8,12,16}
返回值：From left to right are:4,6,8,10,12,14,16;From right to left are:16,14,12,10,8,6,4;
说明：输入题面图中二叉树，输出的时候将双向链表的头节点返回即可。
示例2：
输入：{5,4,#,3,#,2,#,1}
返回值：From left to right are:1,2,3,4,5;From right to left are:5,4,3,2,1;
说明：
5 / 4 / 3 / 2 / 1 树的形状如上图
二、解题思路
根据题目描述处的案例可以看出，所转换的双向链表其实就是对二叉搜索树的中序遍历的结果，只是需要我们去调整指针指向去形成相应的双向链表。
中序遍历的思路就是先将整个二叉树顺着左子树一直找到最底下，然后再回溯到上一级，然后访问右子树，然后返回上上一级，这就是递归的步骤。
而实现双向链表的连接，就需要借用一个指针pre用来指向中序遍历后当前结点的前一个节点，这样在pre还有pRootOfTree指针的配合下就能够实现双向链表的建立。
首先我们定义head指针，这是用于指向双向链表的头结点的指针（也就是顺着左子树一直到最底下的结点）；
然后定义pre指针，用于指向中序遍历序列中当前结点的前驱；
首先判断当前结点是否为空，是空的话直接返回（这也是递归结束的标志）；
然后按照中序遍历的思路，我们先递归到二叉树的最左边，然后初始化pre和head指针为最左边的结点，然后就是返回上一级，此时pre指向最左的结点，pRootOfTree指向中间节点，此时就利用这两个指针，去建立双向链表的连接【pre->left=pRootOfTree;pRootOfTree->right=pre;】，同时更新pre的指向；访问完中间节点后就是访问右子树，一样利用pre去建立连接，如此循环往复；
一直到遍历完整个二叉树后返回head即可。
三、具体代码
class Solution {
public:
//返回的第一个指针，初始化为空
TreeNode* head=nullptr;
//中序遍历序列中当前结点的前一位，初始化为空
TreeNode* pre=nullptr;
TreeNode* Convert(TreeNode* pRootOfTree) {
//空节点则返回空
if(pRootOfTree==nullptr) return nullptr;
//递归到最左边
Convert(pRootOfTree->left);
//找到第一个值，初始化head和pre
if(pre==nullptr){
head=pRootOfTree;
pre=pRootOfTree;
}
else{
pre->right=pRootOfTree;
pRootOfTree->left=pre;
pre=pRootOfTree;
}
Convert(pRootOfTree->right);
return head;
}
};
