【leetcode面试经典150题】专栏系列将为准备暑期实习生以及秋招的同学们提高在面试时的经典面试算法题的思路和想法。本专栏将以一题多解和精简算法思路为主，题解使用C++语言。（若有使用其他语言的同学也可了解题解思路，本质上语法内容一致）

【题目描述】

给你二叉树的根结点 root ，请你将它展开为一个单链表：

• 展开后的单链表应该同样使用 TreeNode ，其中 right 子指针指向链表中下一个结点，而左子指针始终为 null 。
• 展开后的单链表应该与二叉树 先序遍历 顺序相同。

【示例一】

输入：root = [1,2,5,3,4,null,6]
输出：[1,null,2,null,3,null,4,null,5,null,6]

【示例二】

输入：root = []
输出：[]

【示例三】

输入：root = [0]
输出：[0]

【提示及数据范围】

• 树中结点数在范围 [0, 2000] 内
• -100 <= Node.val <= 100

【代码】

// 方法一：前序遍历

class Solution {
public:
    void flatten(TreeNode* root) {
        vector<TreeNode*> l;
        preorderTraversal(root, l);
        int n = l.size();
        for (int i = 1; i < n; i++) {
            TreeNode *prev = l.at(i - 1), *curr = l.at(i);
            prev->left = nullptr;
            prev->right = curr;
        }
    }

    void preorderTraversal(TreeNode* root, vector<TreeNode*> &l) {
        if (root != NULL) {
            l.push_back(root);
            preorderTraversal(root->left, l);
            preorderTraversal(root->right, l);
        }
    }
};


// 方法二：前序遍历和展开同步进行

class Solution {
public:
    void flatten(TreeNode* root) {
        if (root == nullptr) {
            return;
        }
        auto stk = stack<TreeNode*>();
        stk.push(root);
        TreeNode *prev = nullptr;
        while (!stk.empty()) {
            TreeNode *curr = stk.top(); stk.pop();
            if (prev != nullptr) {
                prev->left = nullptr;
                prev->right = curr;
            }
            TreeNode *left = curr->left, *right = curr->right;
            if (right != nullptr) {
                stk.push(right);
            }
            if (left != nullptr) {
                stk.push(left);
            }
            prev = curr;
        }
    }
};

// 方法三：寻找前驱节点

class Solution {
public:
    void flatten(TreeNode* root) {
        TreeNode *curr = root;
        while (curr != nullptr) {
            if (curr->left != nullptr) {
                auto next = curr->left;
                auto predecessor = next;
                while (predecessor->right != nullptr) {
                    predecessor = predecessor->right;
                }
                predecessor->right = curr->right;
                curr->left = nullptr;
                curr->right = next;
            }
            curr = curr->right;
        }
    }
};