如何返回双向链表并删除树的​​叶子？

Question

我正在处理类似 SPOJ 的任务。目标是在二叉树（不一定是 BST）中找到叶子，从树中删除它们并将它们作为一种双向链表返回，使用相同的结构 - TreeNode 并且没有额外的导入。例如，如果从树中删除节点 2、4 和 3，则函数返回列表的第一个非空元素：null 4 3 -> null。 TreeNode 有一个值和左右指针。

我使用递归并取消叶子以从树中删除它们并在列表中重新创建它们。为了保持将元素添加到列表末尾的效率，我将指针指向列表的最后一个元素。这产生了一个众所周知的问题，即更改传递给函数的对象。这是我的代码：

public TreeNode getLeaves(TreeNode root)
{
    if(root == null)
        return null;

    TreeNode start = new TreeNode(Integer.MIN_VALUE);
    TreeNode[] end = {start};
    getLeaves(root, start, end);
    return start;
}

private void getLeaves(TreeNode root, TreeNode start, TreeNode[] end)
{
    if(root == null)
        return;

    if(root.left == null && root.right == null)
    {
        addToList(root, start, end);
        root = null;
        return;
    }
    getLeaves(root.left, start, end);
    getLeaves(root.right, start, end);
}

private void addToList(TreeNode element, TreeNode start, TreeNode[] end)
{
    if(end[0].value != Integer.MIN_VALUE)
    {
        TreeNode t = new TreeNode (element.value);
        end[0].right = t;
        t.left = end[0];
        end[0] = t;
    }
    else
    {
        start.value = element.value;
    }
}

从树中删除叶子不起作用，但列表会正确返回。但是，将“start”TreeNode 的值设置为最小 int 值而不是使用 null 引用会使我感到困惑，使用数组也是如此。恕我直言，使用原子引用会使它更加混乱。我很确定有一种方法可以以更优雅的方式（并正确删除叶子），可能是通过更改分配开始和结束 TreeNodes 的方法。我觉得我的方法和/或对所有工作方式的理解有问题。你能帮我把它变成一段简洁的代码并解释我的坏处吗？

Answer 1

您的第二个GetLeaves 函数有错误。语句 root = null; 将 局部变量 root 的值设置为 null，但其父级将保留对叶的引用。

如果您将方法bool isLeaf() 添加到TreeNode，您将有更轻松的时间。我将您的代码修改为我认为可行的代码。

private bool isLeaf()
{
    // This method should be in TreeNode
    return left == null && right == null;
}
// Also, TreeNode should have an Add(TreeNode) method

public TreeNode getLeaves(TreeNode root)
{
    if( root == null )  // check if the whole tree is empty
        return null;  // return something relevant here
    else if( root.isLeaf() )
        return root;  //cannot remove this leaf, unfortunately
    TreeNode leaves = new TreeNode()
    getLeaves(root, leaves);
    return leaves;
}
private void getLeaves(TreeNode current, TreeNode leaves)
{
    // current is guaranteed to be non-null and not a leaf itself.
    if( current.left.isLeaf() ) {
        leaves.add(current.left);
        current.left = null;
    } else {
        getLeaves(current.left, leaves);
    }
    if( current.right.isLeaf() ) {
        leaves.add(current.right);
        current.right = null;
    } else {
        getLeaves(current.right, leaves);
    }
}

Answer 2

大卫，你是 100% 正确的。感谢您的帮助。如果有人想知道，这是迄今为止我制作的最优雅的解决方案，包括 David 的改进。我唯一不确定的是 addToList 方法是否应该是静态的，或者在元素的上下文中调用它是否更合适/更通用。

public TreeNode getLeaves(TreeNode root)
{
    if(root == null)
        return null;

    if(root.isLeaf())
        return root;

    TreeNode[] listEdges = {null, null};
    getLeaves(root, listEdges);
    return listEdges[0];
}

private void getLeaves(TreeNode root, TreeNode[] edges)
{
    if(root == null)
        return;

    if(root.left != null && root.left.isLeaf())
    {
        addToList(edges, root.left);
        root.left = null;
    }

    if(root.right != null && root.right.isLeaf())
    {
        addToList(edges, root.right);
        root.right = null;
    }
    getLeaves(root.left, edges);
    getLeaves(root.right, edges);
}

private static void addToList(TreeNode[] edges, TreeNode element)
{
    if(edges[1] != null)
    {
        edges[1].right = element;
        element.left = edges[1];
        edges[1] = element;
    }
    else
    {
        edges[0] = element;
        edges[1] = edges[0];
    }
}

public boolean isLeaf()
{
    return this.right == null && this.left == null;
}