LeetCode 430：扁平化多级双向链表 Flatten a Multilevel Doubly Linked List

您将获得一个双向链表，除了下一个和前一个指针之外，它还有一个子指针，可能指向单独的双向链表。这些子列表可能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。

扁平化列表，使所有结点出现在单级双链表中。您将获得列表第一级的头部。

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.

示例:

输入:

 1---2---3---4---5---6--NULL

         |

         7---8---9---10--NULL

             |

             11--12--NULL

输出:

1-2-3-7-8-11-12-9-10-4-5-6-NULL

以上示例的说明:

给出以下多级双向链表:

我们应该返回如下所示的扁平双向链表:

解题思路：

这道题是典型的 DFS（深度优先搜索）型例题，并且给出了图解，只要了解过 DFS 的应该立即就能想到思路。

针对这道题简单说下：深度优先搜索就像一棵树（二叉树）的前序遍历，从某个顶点（链表头节点）出发，自顶向下遍历，然后遇到顶点的未被访问的邻接点（子节点 Child），继续进行深度优先遍历，重复上述过程（递归），直到所有顶点都被访问为止。

其逻辑以示例输入为例：

 1---2---3---4---5---6--NULL

       |

        7---8---9---10--NULL

              |

             11---12---NULL

从节点 1 开始遍历，当前遍历链表为：1---2---3---4---5---6--NULL

遇到邻接点 2，其子链表为：7---8---9---10--NULL

将子链表头节点 7 作为参数传入 DFS 函数，当前遍历链表为：7---8---9---10---NULL

继续遍历，遇到邻接点 8，其子链表为：11--12--NULL

将子链表头节点 8 作为参数传入 DFS 函数，当前遍历链表为：11--12---NULL

继续遍历，无邻接点，遍历结束，返回当前链表尾节点 12

改变邻接点 8 与子链表头节点 11 关系：7---8---11---12

连接返回值 尾节点 12 和邻接点的下一个节点 9： 7---8---11---12---9---10---NULL

继续遍历，无邻接点，遍历结束，返回当前链表尾节点 10

改变邻接点 2 与 子链表头节点 7 关系：1---2---7---8---11---12---9---10--NULL

连接返回值 尾节点 10 和邻接点的下一个节点 3： 1---2---7---8---11---12---9---10---3---4---5---6--NULL

继续遍历，无邻接点，遍历结束，返回当前链表尾节点 6

递归结束，返回头节点 1，链表为： 1---2---7---8---11---12---9---10---3---4---5---6--NULL

Java:

class Solution {

    public Node flatten(Node head) {

        dfs(head);

        return head;

    }

	//深度优先搜索函数

    private Node dfs(Node head) {

        Node cur = head;

        while (cur != null) {

            if (cur.child != null) {

                //改变当前节点与子节点的关系

                Node next = cur.next;//记录暂存下一个节点

                cur.next = cur.child;//当前节点与子链表头节点连接

                cur.next.prev = cur;

				//传递子链表头节点作为参数到 dfs

                Node childLast = dfs(cur.child);//childLast获得返回值为子链表的尾节点

                childLast.next = next;//子链表尾节点与暂存节点连接

                if (next != null) next.prev = childLast;//暂存节点不为空就将其prev指向子链表尾节点

                cur.child = null;//子链表置空

                cur = childLast;//刷新当前节点，跳过子链表的遍历

            }

            head = cur;//头节点刷新为当前节点

            cur = cur.next;//刷新当前节点

        }

        return head;//返回子链表的尾节点

    }

}

Python3:

class Solution:

    def flatten(self, head: 'Node') -> 'Node':

        self.dfs(head)

        return head

    def dfs(self, head):

        cur = head

        while cur:

            if cur.child:

                next = cur.next

                cur.next = cur.child

                cur.next.prev = cur

                childLast = self.dfs(cur.child)

                childLast.next = next

                if next: next.prev = childLast

                cur.child = None

            head = cur

            cur = cur.next

        return head

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解题思路：

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