一、编程题：430. 扁平化多级双向链表（双指针）

1.题目描述

你会得到一个双链表，其中包含的节点有一个下一个指针、一个前一个指针和一个额外的子指针。这个子指针可能指向一个单独的双向链表，也包含这些特殊的节点。这些子列表可以有一个或多个自己的子列表，以此类推，以生成如下面的示例所示的多层数据结构。
给定链表的头节点 head ，将链表扁平化，以便所有节点都出现在单层双链表中。让 curr 是一个带有子列表的节点。子列表中的节点应该出现在扁平化列表中的 curr 之后和 curr.next 之前。
返回扁平列表的 head 。列表中的节点必须将其所有子指针设置为 null 。 LeetCode题目链接。

2.示例1：

在这里插入图片描述

输入：head = [1,2,3,4,5,6,null,null,null,7,8,9,10,null,null,11,12]
输出：[1,2,3,7,8,11,12,9,10,4,5,6]
解释：输入的多级列表如上图所示。
扁平化后的链表如下图：

在这里插入图片描述

3.示例2：

在这里插入图片描述

输入：head = [1,2,null,3]
输出：[1,3,2]
解释：输入的多级列表如上图所示。
扁平化后的链表如下图：

在这里插入图片描述

4.示例3：

输入：head = []
输出：[]
说明：输入中可能存在空列表。

5.提示：

节点数目不超过 1000
1 <= Node.val <= 105

如何表示测试用例中的多级链表？

以示例 1 为例：

1—2—3—4—5—6–NULL
|
7—8—9—10–NULL
|
11–12–NULL

序列化其中的每一级之后：

[1,2,3,4,5,6,null]
[7,8,9,10,null]
[11,12,null]

为了将每一级都序列化到一起，我们需要每一级中添加值为 null 的元素，以表示没有节点连接到上一级的上级节点。

[1,2,3,4,5,6,null]
[null,null,7,8,9,10,null]
[null,11,12,null]

合并所有序列化结果，并去除末尾的 null 。

[1,2,3,4,5,6,null,null,null,7,8,9,10,null,null,11,12]

二、解题思路

本题总体思路还是很简单的，就是将多个
这题采用双指针，本题主要关键点为：

1.该怎么去移动这两个指针？这一点要理清楚。这里双指针移动就比较简单了，分别向下移动一步即可；
2.本题中两个指针分别指向链表当前节点和子节点的尾节点，然后尾节点（子节点的）链接在当前节点后并将当前节点的子节点置为空；
3.在遍历过程中，需要不断维护这两个节点；

1.思路

解决方法1（个人想法）：

Step 1.创建指针temp指向链表中头节点heap，tempChlid用于指向当前节点的子节点，初始值为null；
Step 2.当temp存在子节点时，tempChlid = temp.chlid，找到tempChlid的尾节点，然后将子节点的链表插入到当前节点temp后即可；
Step 3.重复2步骤，直到temp为null时循环终止，并返回链表头节点；

看不懂解释的话，直接看算法图解比较容易理解点

2.复杂度分析：

时间复杂度：每个节点被访问的次数仍为常数次，复杂度为O(n)。
空间复杂度：O(1)。我们只需要常数的空间存放若干变量。

3.算法图解

链表初始状态（注：本人不会做成流程动画，希望会的朋友可以私信我指点一二，说个软件名字也可以，谢谢）

请添加图片描述

链表遍历过程
红色部分代表遍历到链表有子节点的节点，灰色部分代表子节点列表的尾节点

请添加图片描述

三、代码实现

每个代码块都写了注释，方便理解，代码还可以改进；

class Solution {
    public Node flatten(Node head) {
        Node temp = head, tempChlid;
        while(temp != null){
            // temp.child =null;
            
            // 当前节点存在子节点时，对子节点链表进行处理；
            if(temp.child != null){
                tempChlid = temp.child;
                
                // 找到链表尾节点
                while(tempChlid.next != null){
                    tempChlid = tempChlid.next;
                }
                // 调试专用
                // System.out.println("chilid.val = " + temp.child.val + " tempChlid.val = " + tempChlid.val);
                // 将上一级节点的后继节点拼接在子节点的链表尾节点后面
                tempChlid.next = temp.next;
                // 如果上一级节点的后继节点不为空的话，该后继节点的前驱节点指向子节点链表的尾节点
                if(temp.next != null) temp.next.prev = tempChlid;

                // 连接之后子节点的前驱节点指向当前节点，当前节点后继节点为子节点
                temp.next = temp.child; 
                temp.child.prev = temp;
                
            }
            // System.out.println("temp.val = " + temp.val);
            // 处理该节点的子节点之后，可将子节点指针置为空，同时将当前指针往后移下一位
            temp.child = null;
            temp = temp.next;
        }
        return head;
    }
}