LeetCode 114.二叉树展开为链表

114. 二叉树展开为链表

🏛 问题

给你二叉树的根节点 root，请你将它 原地展开 为一个单链表：

• 展开后依然用 TreeNode 作为节点类型；
• 链表通过节点的 right 指针 连接；
• 每个节点的 left 指针都要置为 null；
• 链表的顺序必须与 二叉树的先序遍历顺序 相同。

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🎮 示例

示例 1

输入：

        1/ \2   5/ \    \3   4    6

输出链表：

1 → 2 → 3 → 4 → 5 → 6

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示例 2

输入：[]

输出：[]

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示例 3

输入：

0

输出：

0

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🛠️ 解法思路

🔗 方法：递归 / 原地修改（最优解之一）

核心思想：

• 按 先序遍历（根 → 左 → 右）顺序，把树改造成链表。
• 对于每个节点：
  1. 先把左子树展开为链表；
  2. 把右子树展开为链表；
  3. 把左子链表插到当前节点和右子链表之间。

伪代码：

function flatten(root):if root is null: returnflatten(root.left)flatten(root.right)tmp = root.rightroot.right = root.leftroot.left = null# 找到新右子树的最后一个节点p = root.rightwhile p is not null and p.right is not null:p = p.rightif p is not null:p.right = tmp

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🧠 直观解释

• 先递归展开左子树和右子树；
• 把左子树整体挂到右边；
• 然后再把原来的右子树接到新链表的最后。

就像把左边那条“小链表”塞到右边去，再接上原右链表。

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⚙️ C++ 实现

struct TreeNode {int val;TreeNode *left;TreeNode *right;TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
};class Solution {
public:void flatten(TreeNode* root) {if (!root) return;// 递归展开左子树和右子树flatten(root->left);flatten(root->right);// 暂存右子树TreeNode* tmp = root->right;// 把左子树挂到右边root->right = root->left;root->left = nullptr;// 找到新右子树的末尾TreeNode* p = root->right;while (p && p->right) {p = p->right;}// 接回原右子树if (p) {p->right = tmp;} else {root->right = tmp;}}
};

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⚡ 复杂度分析

• 时间复杂度:

  每个节点都会被访问一次，另外在“寻找新右子树的末尾”时最坏可能 O(n)，但整个树加起来仍是 O(n)。

  👉 因为每条边最多被“走一次”，总共 O(n)。

• 空间复杂度:

  递归调用深度等于树高。

  • 最好情况（平衡二叉树）：O(log n)；
  • 最坏情况（链式二叉树）：O(n)。

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✅ 总结

• 题目要求把树“拉直”成链表，顺序等于先序遍历。
• 关键在于：递归展开左右子树 → 左子树接到右边 → 原右子树接到新链表尾部。
• 时间 O(n)，空间 O(h)。