剑指Offer面试题26复杂链表的复制，面试题27二叉搜索树和双向链表(递归)

面试题26：复杂链表的复制

复制一个复杂链表，这个链表除了next指针，还有指向任意一个结点的sibling指针或空指针。

思路1：一个效率很低的方法：分两步，先复制一遍next链表，然后设置sibling指针。但由于不知道它指向的位置，所以要遍历一遍链表（在原链表中，从头走了几步，在新链表中，也走几步，这就能确定位置了），这样每个结点设置sibling都要经过O(n)步，总复杂度O(n^2)。

思路2：用空间换时间：和上边一样还是两步，区别在于第一步的时候要记录sibling的配对信息到一个哈希表中，这样第二步就能在O(1)时间内完成单个节点的sibling的设置。用O(n)的空间复杂度换来了O(n)的时间复杂度。

思路3：不用辅助空间实现O(n)的效率：三步，1，创建结点n的复制n'，n指向n'，n'指向下一个原始结点。2，设置sibling，原始结点指向谁，复制的结点就指向对应的复制。3，把这个长链表拆分成两个链表，完成复制。

本题Java实现如下：

public class ComplexList {//调用ComplexListNode clone(ComplexListNode head){cloneNodes(head);connectSiblingNodes(head);return reconnectNodes(head);}//第一步，复制结点void cloneNodes(ComplexListNode head){ComplexListNode p = head;while(p != null){ComplexListNode cloned = new ComplexListNode(p.value);cloned.next = p.next;p.next = cloned;p = cloned.next;}}//第二步，设置siblingvoid connectSiblingNodes(ComplexListNode head){ComplexListNode p = head;while(p != null){if(p.sibling != null){p.next.sibling = p.sibling.next;}p = p.next.next;}}//第三步，拆分ComplexListNode reconnectNodes(ComplexListNode head){ComplexListNode p = head;ComplexListNode clonedHead = null;ComplexListNode tempHead = null;if(p != null){clonedHead = p.next;tempHead = clonedHead;p.next = clonedHead.next;p = p.next;}while(p != null){tempHead.next = p.next;tempHead = tempHead.next;p.next = tempHead.next;p = p.next;}return clonedHead;}//打印void print(ComplexListNode head){if(head == null ) return;while(head != null){System.out.println(head.value);if(head.sibling != null){System.out.println(head.sibling);}head = head.next;}}public static void main(String[] args) {ComplexList test = new ComplexList();ComplexListNode root=new ComplexListNode(0);ComplexListNode node1=new ComplexListNode(1);ComplexListNode node2=new ComplexListNode(2);ComplexListNode node3=new ComplexListNode(3);ComplexListNode node4=new ComplexListNode(4);root.next = node1;root.sibling = node2;node1.next = node2;node1.sibling = node4;node2.next = node3;node3.next = node4;test.print(root);test.print(test.clone(root));}}class ComplexListNode{int value;ComplexListNode next,sibling;ComplexListNode(int x){value = x;}}

面试题27：二叉搜索树与双向链表(递归)

将二叉搜索树转换成一个排序的双向链表，要求不能创建新的结点，只能改变树中结点的指向。

思路：搜索树的中序遍历结果是排好序的，如果把它变成排序的双向链表，根结点一定和左子树里最大的结点相连，也一定和右子树最小的结点相连。然后对于左右子树的根结点，递归处理。

本题Java实现如下：

public class Convert {private BiTree convert(BiTree root){//这里返回二叉树表示的双向链表BiTree lastNode = null;//指向双向链表尾端(值最大的结点)BiTree headNode = convertNode(root,lastNode);//后边函数返回的是双向链表尾结点，我们需要头结点while(headNode != null && headNode.left != null){headNode = headNode.left;}return headNode;}private BiTree convertNode(BiTree root,BiTree lastNode){if(root == null){return null;}BiTree current = root;//按照中序遍历左根右的顺序来,左if(current.left != null){lastNode = convertNode(current.left, lastNode);}//根,此时lastNode应是左子树的最大值，与根相连后，根变成了新的lastNodecurrent.left = lastNode;if(lastNode != null){lastNode.right = current;}lastNode = current;//右if(current.right != null){lastNode = convertNode(current.right, lastNode);}return lastNode;}public static void main(String[] args) {Convert test = new Convert();BiTree A1 = new BiTree(4);BiTree A2 = new BiTree(2);BiTree A3 = new BiTree(5);BiTree A4 = new BiTree(1);BiTree A5 = new BiTree(3);A1.left = A2;A1.right = A3;A2.left = A4;A2.right = A5;BiTree a = test.convert(A1);while(a != null){System.out.println(a.value);a = a.right;}}}class BiTree{int value;BiTree left,right;BiTree(int x){value = x;}}