Question

剑指 Offer II 028. 展平多级双向链表

题目描述

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： https://leetcode.cn/problems/flatten-a-multilevel-doubly-linked-list/

解法

方法一

"""
# Definition for a Node.
class Node:
  def __init__(self, val, prev, next, child):
    self.val = val
    self.prev = prev
    self.next = next
    self.child = child
"""


class Solution:
  def flatten(self, head: 'Node') -> 'Node':
    if head is None:
      return None
    dummy = Node()
    tail = dummy

    def preOrder(node: 'Node'):
      nonlocal tail
      if node is None:
        return
      next = node.next
      child = node.child
      tail.next = node
      node.prev = tail
      tail = tail.next
      node.child = None
      preOrder(child)
      preOrder(next)

    preOrder(head)
    dummy.next.prev = None
    return dummy.next

/*
// Definition for a Node.
class Node {
  public int val;
  public Node prev;
  public Node next;
  public Node child;
};
*/

class Solution {
  private Node dummy = new Node();
  private Node tail = dummy;

  public Node flatten(Node head) {
    if (head == null) {
      return null;
    }
    preOrder(head);
    dummy.next.prev = null;
    return dummy.next;
  }

  private void preOrder(Node node) {
    if (node == null) {
      return;
    }
    Node next = node.next;
    Node child = node.child;
    tail.next = node;
    node.prev = tail;
    tail = tail.next;
    node.child = null;
    preOrder(child);
    preOrder(next);
  }
}

/*
// Definition for a Node.
class Node {
public:
  int val;
  Node* prev;
  Node* next;
  Node* child;
};
*/

class Solution {
public:
  Node* flatten(Node* head) {
    flattenGetTail(head);
    return head;
  }

  Node* flattenGetTail(Node* head) {
    Node* cur = head;
    Node* tail = nullptr;

    while (cur) {
      Node* next = cur->next;
      if (cur->child) {
        Node* child = cur->child;
        Node* childTail = flattenGetTail(cur->child);

        cur->child = nullptr;
        cur->next = child;
        child->prev = cur;
        childTail->next = next;

        if (next)
          next->prev = childTail;

        tail = childTail;
      } else {
        tail = cur;
      }

      cur = next;
    }

    return tail;
  }
};