剑指OfferII028.展平多级双向链表

题目

多级双向链表中，除了指向下一个节点和前一个节点指针之外，它还有一个子链表指针，可能指向单独的双向链表。

这些子列表也可能会有一个或多个自己的子项，依此类推，生成多级数据结构，如下面的示例所示。

给定位于列表第一级的头节点，请扁平化列表，即将这样的多级双向链表展平成普通的双向链表，使所有结点出现在单级双链表中。

示例 1：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：输入的多级列表如下图所示：

扁平化后的链表如下图：

示例 2：输入：head = [1,2,null,3] 输出：[1,3,2]

解释：输入的多级列表如下图所示：

1---2---NULL

3---NULL

示例 3：输入：head = [] 输出：[]

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]

提示：节点数目不超过 1000

1 <= Node.val <= 10^5

注意：本题与主站 430 题相同

解题思路分析

1、递归；时间复杂度O(n)，空间复杂度O(n)

func flatten(root *Node) *Node {
   if root == nil {
      return nil
   }
   res := &Node{}
   cur := res
   for root != nil {
      cur.Next = root
      root.Prev = cur
      cur = cur.Next
      root = root.Next
      // 处理子节点
      if cur.Child != nil {
         ch := flatten(cur.Child)
         cur.Child = nil
         cur.Next = ch
         ch.Prev = cur
         // 指针移动
         for cur.Next != nil {
            cur = cur.Next
         }
      }
   }
   res.Next.Prev = nil
   return res.Next
}

2、递归；时间复杂度O(n)，空间复杂度O(n)

var arr []*Node

func flatten(root *Node) *Node {
   arr = make([]*Node, 0)
   dfs(root)
   for i := 0; i < len(arr); i++ {
      if i+1 < len(arr) {
         arr[i].Next = arr[i+1]
      }
      if i > 0 {
         arr[i].Prev = arr[i-1]
      }
      arr[i].Child = nil
   }
   return root
}

func dfs(root *Node) {
   if root == nil {
      return
   }
   arr = append(arr, root)
   dfs(root.Child)
   dfs(root.Next)
}

3、迭代；时间复杂度O(n)，空间复杂度O(n)

func flatten(root *Node) *Node {
   cur := root
   stack := make([]*Node, 0)
   for cur != nil {
      // 处理child
      if cur.Child != nil {
         if cur.Next != nil {
            stack = append(stack, cur.Next)
         }
         cur.Child.Prev = cur
         cur.Next = cur.Child
         cur.Child = nil
         continue
      }
      if cur.Next != nil {
         cur.Child = nil
         cur = cur.Next
         continue
      }
      if len(stack) == 0 {
         break
      }
      last := stack[len(stack)-1]
      stack = stack[:len(stack)-1]
      cur.Next = last
      last.Prev = cur
      cur = last
   }
   return root
}