算法修煉之路——【鏈表】Leetcode 430 扁平化多級雙向鏈表

題目描述

多級雙向鏈表中，除了指向下一個節點和前一個接待你指針之外，它還有一個子鏈表指針，可能指向單獨的雙向鏈表。這些子鏈表也可能會有一個或多個自己的子項，依此類推，生成多級數據結構，如下面的示例所示。

給你位於列表第一級的頭節點，請你扁平化列表，使所有節點出現在單極雙鏈表中。

示例1：

輸入： head = [1, 2, 3, 4, 5, 6, null, null, null, 7, 8, 9, 10, null, null, 11, 12]
輸出： [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12]
解釋：

** 圖1**

示例2：

輸入： head = []
輸出： []

說明：

• 節點數目不超過1000
• 1 <= node.val < 10E5

思路分析

我們看到題幹首先想到的是，深度優先搜索算法，所以我們直接藉助棧stack保存具有child非空指針後的節點，當深度遍歷完之後，從stack中彈出保存點，接着遍歷。

圖2

我們通過圖2可知，設遍歷指針爲curr，紅色箭頭爲curr的遍歷軌跡：

1. 當存在child節點時，將curr.next壓入棧中，直接遍歷curr.child；
2. 當在下沉過程中，又檢測到child節點，則重複步驟1；
3. 在最後一級鏈表到盡頭時，檢測棧是否爲空：不爲空則彈出棧頂元素（返回上一級鏈表）；爲空則完成多級鏈表的遍歷，直接輸出結果output.

解題步驟

1. 初始化兩個分區指針oddTail, evenTail和布爾變量isOddNode；
2. 遍歷原始鏈表，根據isOddNode判斷evenTail.next是否插入奇數分區；
3. 當evenTail.next == null時停止並返回head.

解題代碼

    public static ListNode solution(ListNode head) {
        if (head == null) {
            return head;
        }

        /* Step1: Init. pointers */
        Stack<ListNode> stack = new Stack<>();
        ListNode curr = head;

        /* Step2: go through the head-list
        and
        go back last level when no more subsequent child and next nodes
         */
        while (curr != null) {
            // exists child-node
            if (curr.child != null) {
                ListNode node = curr.next;
                stack.push(node);

                curr.next = curr.child;
            }

            // back to last level
            if (curr.next == null && !stack.isEmpty()) {
                curr.next = stack.peek();
                curr = stack.pop();
            }

            curr = curr == null ? null : curr.next;
        }
        /* Step3: return head */
        return head;
    }

複雜度分析

時間複雜度：我們對原始鏈表進行了一次遍歷，容易理解時間複雜度爲O(N);
空間複雜度：我們這裏設置了輔助容器stack，故空間複雜度爲O(N).

GitHub源碼

完整可運行文件請訪問GitHub。