# 面试题36

输入一棵二叉搜索树，将该二叉搜索树转换成一个排序的循环双向链表。要求不能创建任何新的节点，只能调整树中节点指针的指向。

为了让您更好地理解问题，以下面的二叉搜索树为例：

![](https://assets.leetcode.com/uploads/2018/10/12/bstdlloriginalbst.png)

我们希望将这个二叉搜索树转化为双向循环链表。链表中的每个节点都有一个前驱和后继指针。对于双向循环链表，第一个节点的前驱是最后一个节点，最后一个节点的后继是第一个节点。

下图展示了上面的二叉搜索树转化成的链表。“head” 表示指向链表中有最小元素的节点。

![](https://assets.leetcode.com/uploads/2018/10/12/bstdllreturndll.png)

特别地，我们希望可以就地完成转换操作。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。还需要返回链表中的第一个节点的指针。

## 注意：本题与主站 426 题相同：[https://leetcode-cn.com/problems/convert-binary-search-tree-to-sorted-doubly-linked-list/](https://leetcode-cn.com/problems/convert-binary-search-tree-to-sorted-doubly-linked-list/)

## 注意：此题对比原题有改动。

* The sequence of the doubly-linked list can be fethced by inorder traversal.
* See problem 426 for more solutions.
* **inorder traversal with recursion**

```cpp
/*
// Definition for a Node.
class Node {
public:
    int val;
    Node* left;
    Node* right;

    Node() {}

    Node(int _val) {
        val = _val;
        left = NULL;
        right = NULL;
    }

    Node(int _val, Node* _left, Node* _right) {
        val = _val;
        left = _left;
        right = _right;
    }
};
*/
class Solution {
public:
    Node * prev = nullptr, * head = nullptr;
    void inorder(Node * root) {
        if (!root) return;
        inorder(root->left);
        if (!prev)
            head = root;
        else {
            prev->right = root;
            root->left = prev;
        }
        prev = root;
        inorder(root->right);

    }
    Node* treeToDoublyList(Node* root) {
        if (!root) return nullptr;
        inorder(root);
        prev->right = head;
        head->left = prev;
        return head;
    }
};
```

1. **morris inorder traversal**

```cpp
class Solution {
public:
    Node* treeToDoublyList(Node* root) {
        if (!root) return nullptr;
        Node * head = root, * prev = nullptr, * rdeep;
        while (root) {
            if (root->left) {
                rdeep = root->left;
                while (rdeep->right && rdeep->right != root)
                    rdeep = rdeep->right;
                if (rdeep->right != root) {
                    rdeep->right = root;
                    root = root->left;
                    continue;
                }
            }
            root->left = prev;
            if (prev)
                prev->right = root;
            prev = root;
            root = root->right;
        }

        while (head->left) {
            head = head->left;
        }
        head->left = prev;
        prev->right = head;

        return head;
    }
};
```
