算法-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：

二叉搜索树.png

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。

二叉搜索树转换的链表.png

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。

在二叉树中，每个结点都有两个指向子结点的指针。在双向链表中，每个结点也有两个指针，它们分别指向前一个结点和后一个结点。故链表和二叉搜索树的结构是相似的。在二叉搜索树中，左子结点的值总是小于父结点的值，右子结点的值总是大于父结点的值。因此在转换成排序双向链表时，原先指向左子结点的指针调整为链表中指向前一个结点的指针，原先指向右子结点的指针调整为链表中指向后一个结点的指针。
二叉树的中序遍历结果也是有序的，当中序遍历到根节点的时候，可以把二叉树看成三个部分，即，根节点、根节点的左子树、根节点的右子树，依次进行递归操作。

    class Node {
        public int val;
        public Node left;
        public Node right;

        public Node() {}

        public Node(int _val) {
            val = _val;
        }

        public Node(int _val,Node _left,Node _right) {
            val = _val;
            left = _left;
            right = _right;
        }
    }
    private Node pre = null;
    private Node head = null;
    public Node treeToDoublyList(Node root) {
        inOrder(root);
        return head;
    }
    private void inOrder(Node node) {
        if (node == null) {
            return;
        }
        // 在这是链表的时候，先递归遍历左子树，找到左子树中最小的，也就是链表的开始节点
        // 如果node是根节点，则对根节点的左子树进行遍历
        inOrder(node.left);
        // 当前节点的左节点就是当前节点的前驱
        node.left = pre;
        // 如果前驱不为null，则将前驱的next置为当前节点
        if (pre != null) {
            pre.right = node;
        }
        // 重置前驱节点
        pre = node;
        // 第一次的时候，将head置为node节点，当head不为null的时候，则不会设置head
        // head是在递归遍历左子树的时候，最后一次调用inOrder的时候设置的head
        if (head == null) {
            head = node;
        }
        // 如果node是根节点，则对根节点的右子树进行遍历
        inOrder(node.right);
    }