You are given a doubly linked list which in addition to the next and previous pointers, it could have a child pointer, which may or may not point to a separate doubly linked list. These child lists may have one or more children of their own, and so on, to produce a multilevel data structure, as shown in the example below.
Flatten the list so that all the nodes appear in a single-level, doubly linked list. You are given the head of the first level of the list.
Example:
Input:
1---2---3---4---5---6--NULL
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7---8---9---10--NULL
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11--12--NULL
Output:
1-2-3-7-8-11-12-9-10-4-5-6-NULL
Explanation for the above example:
Given the following multilevel doubly linked list:
We should return the following flattened doubly linked list:
這道題給了一個多層的雙向鏈表，讓我們壓平成為一層的雙向鏈表，題目中給了形象的圖例，不難理解題意。根據題目中給的例子，我們可以看出如果某個結點有下一層雙向鏈表，那么下一層雙向鏈表中的結點就要先加入進去，如果下一層鏈表中某個結點還有下一層，那么還是優先加入下一層的結點，整個加入的機制是DFS的，就是有岔路先走岔路，走到沒路了后再返回，這就是深度優先遍歷的機制。好，那么既然是DFS，肯定優先考慮遞歸啦。方法有了，再來看具體怎么遞歸。由於給定的多層鏈表本身就是雙向的，所以我們只需要把下一層的結點移到第一層即可，那么沒有子結點的結點就保持原狀，不作處理。只有對於那些有子結點的，我們需要做一些處理，由於子結點鏈接的雙向鏈表要加到后面，所以當前結點之后要斷開，再斷開之前，我們用變量 next 指向下一個鏈表，然后對子結點調用遞歸函數，我們 suppose 返回的結點已經壓平了，那么就只有一層，就相當於要把這一層的結點加到斷開的地方，所以需要知道這層的最后一個結點的位置，我們用一個變量 last，來遍歷到壓平的這一層的末結點。現在就可以開始鏈接了，首先把子結點鏈到 cur 的 next，然后把反向指針 prev 也鏈上。此時 cur 的子結點 child 可以清空，然后壓平的這一層的末節點 last 鏈上之前保存的 next 結點，如果 next 非空，那么鏈上反向結點 prev。這些操作完成后，我們就已經將壓平的這一層完整的加入了之前層斷開的地方，繼續在之前層往下遍歷即可，參見代碼如下：
解法一：
class Solution { public: Node* flatten(Node* head) { Node *cur = head; while (cur) { if (cur->child) { Node *next = cur->next; cur->child = flatten(cur->child); Node *last = cur->child; while (last->next) last = last->next; cur->next = cur->child; cur->next->prev = cur; cur->child = NULL; last->next = next; if (next) next->prev = last; } cur = cur->next; } return head; } };
我們其實也可以不用遞歸，鏈表的題不像樹的題，對於樹的題使用遞歸可以很簡潔，而鏈表遞歸和迭代可能差的並不多。如果你仔細對比兩種方法的代碼，你會發現迭代的寫法剛好比遞歸的寫法少了調用遞歸的那一行，給人一種完全沒有必要使用遞歸的感覺，其實兩種解法的操作順序不同的，遞歸寫法是從最底層開始操作，先把最底層加入倒數第二層，再把混合后的層加入倒數第三層，依此類推，直到都融合到第一層為止。而迭代的寫法卻是反過來的，先把第二層加入第一層，此時第二層底下可能還有很多層，不必理會，之后等遍歷到的時候，再一層一層的加入第一層中，不管哪種方法，最終都可以壓平，參見代碼如下：
解法二：
class Solution { public: Node* flatten(Node* head) { Node *cur = head; while (cur) { if (cur->child) { Node *next = cur->next; Node *last = cur->child; while (last->next) last = last->next; cur->next = cur->child; cur->next->prev = cur; cur->child = NULL; last->next = next; if (next) next->prev = last; } cur = cur->next; } return head; } };
Github 同步地址：
https://github.com/grandyang/leetcode/issues/430
類似題目：
Flatten Binary Tree to Linked List
參考資料：
https://leetcode.com/problems/flatten-a-multilevel-doubly-linked-list/