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链表
双向链表

430. 扁平化多级双向链表

English Version

题目描述

你会得到一个双链表，其中包含的节点有一个下一个指针、一个前一个指针和一个额外的 子指针 。这个子指针可能指向一个单独的双向链表，也包含这些特殊的节点。这些子列表可以有一个或多个自己的子列表，以此类推，以生成如下面的示例所示的 多层数据结构 。

给定链表的头节点 head ，将链表 扁平化 ，以便所有节点都出现在单层双链表中。让 curr 是一个带有子列表的节点。子列表中的节点应该出现在扁平化列表中的 curr 之后 和 curr.next 之前 。

返回 扁平列表的 head 。列表中的节点必须将其 所有 子指针设置为 null 。

 

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：输入的多级列表如上图所示。
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：输入的多级列表如上图所示。
扁平化后的链表如下图：

示例 3：

输入：head = []
输出：[]
说明：输入中可能存在空列表。

 

提示：

  • 节点数目不超过 1000
  • 1 <= Node.val <= 105

 

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]

解法

方法一

Python3

"""
# 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':
        def preorder(pre, cur):
            if cur is None:
                return pre
            cur.prev = pre
            pre.next = cur

            t = cur.next
            tail = preorder(cur, cur.child)
            cur.child = None
            return preorder(tail, t)

        if head is None:
            return None
        dummy = Node(0, None, head, None)
        preorder(dummy, head)
        dummy.next.prev = None
        return dummy.next

Java

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

class Solution {
    public Node flatten(Node head) {
        if (head == null) {
            return null;
        }
        Node dummy = new Node();
        dummy.next = head;
        preorder(dummy, head);
        dummy.next.prev = null;
        return dummy.next;
    }

    private Node preorder(Node pre, Node cur) {
        if (cur == null) {
            return pre;
        }
        cur.prev = pre;
        pre.next = cur;

        Node t = cur.next;
        Node tail = preorder(cur, cur.child);
        cur.child = null;
        return preorder(tail, t);
    }
}

C++

/*
// 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;
    }
};