剑指 Offer 36. 二叉搜索树与双向链表

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：

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。

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/

注意：此题对比原题有改动。

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/er-cha-sou-suo-shu-yu-shuang-xiang-lian-biao-lcof
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如何将二叉搜索树转换in-place转换为有序双向链表。

此题同时考察了多个知识点，首先二叉搜索树转换为有序结果，需要使用二叉树的中序遍历，然后要in-place转换为双向链表，则需要在遍历二叉树的过程中，对每个节点，修改其left和right指针，使其分别指向转换后的双向链表的前驱和后继节点。

使用递归的方法，设置两个全局变量pre和head，分别表示当前遍历节点的前驱节点，以及转换后的双向链表的头结点。完整代码如下：

class Solution {
private:
    Node *pre, *head;
    void DFS(Node *root) {
        if(root == NULL) return;

        DFS(root->left);
        if(head == NULL) head = root;
        else pre->right = root;
        
        root->left = pre;
        pre = root;
        DFS(root->right);
    }
public:
    Node* treeToDoublyList(Node* root) {

        if(root == NULL) return NULL;

        pre = head = NULL;

        DFS(root);

        head->left = pre;
        pre->right = head;

        return head;
    }
};

本代码提交AC，用时12MS。