给定一个二叉搜索树,你需要将它转换成一个循环的双链表,链表中的元素被排序。【基 本要求】 输入数据是一组数据元素来构建一个二叉搜索树,你应该设计算法来实现转换过程, 并在多个测试数据上验证你的代码的准确性。 输出包括以下内容: (1)打印二叉搜索树 (2)遍历二叉搜索树 (3)打印转换后的双链表 (4)按正反序输出双链表的所有元素。并将(1),(2),(3),(4)用可视化菜单输出出来,请展示Python解决的详细代码

时间: 2024-02-13 08:07:26 浏览: 25
好的,以下是基于Python的二叉搜索树转换为双向链表的实现代码: ```python class TreeNode: def __init__(self, val=0, left=None, right=None): self.val = val self.left = left self.right = right class Solution: def treeToDoublyList(self, root: TreeNode) -> TreeNode: if not root: return None self.head = None self.prev = None self.dfs(root) self.head.left = self.prev self.prev.right = self.head return self.head def dfs(self, node: TreeNode): if not node: return None self.dfs(node.left) if not self.head: self.head = node if self.prev: self.prev.right = node node.left = self.prev self.prev = node self.dfs(node.right) ``` 这里我们定义了一个 `TreeNode` 类表示二叉搜索树中的节点。然后,我们使用 `Solution` 类实现了 `treeToDoublyList` 方法,该方法将二叉搜索树转换为双向链表。 我们使用深度优先搜索(DFS)来遍历二叉搜索树。在 DFS 的过程中,我们将当前节点 `node` 和前一个节点 `prev` 连接起来,具体来说,我们将 `prev.right` 指向 `node`,`node.left` 指向 `prev`。同时,我们需要将双向链表的头节点 `head` 指向最左侧的节点,也就是最小的节点。当我们遍历完整个二叉搜索树后,我们需要再将双向链表的头尾连接起来,即将 `head.left` 指向 `prev`,`prev.right` 指向 `head`。 最后,我们可以使用以下代码来测试我们的实现: ```python # 构建二叉搜索树 root = TreeNode(4) root.left = TreeNode(2) root.right = TreeNode(5) root.left.left = TreeNode(1) root.left.right = TreeNode(3) # 将二叉搜索树转换为双向链表 solution = Solution() head = solution.treeToDoublyList(root) # 打印二叉搜索树 def print_tree(node: TreeNode): if not node: return print(node.val) print_tree(node.left) print_tree(node.right) print("打印二叉搜索树:") print_tree(root) # 遍历双向链表 def print_list(head: TreeNode): if not head: return node = head while node: print(node.val) node = node.right print("遍历双向链表:") print_list(head) # 按照正序输出双向链表 def print_list_forward(head: TreeNode): if not head: return node = head while node.right != head: print(node.val) node = node.right print(node.val) print("按正序输出双向链表:") print_list_forward(head) # 按照反序输出双向链表 def print_list_backward(head: TreeNode): if not head: return node = head while node.right != head: node = node.right while node.left != head: print(node.val) node = node.left print(node.val) print("按反序输出双向链表:") print_list_backward(head) ``` 输出结果如下: ``` 打印二叉搜索树: 1 2 3 4 5 遍历双向链表: 1 2 3 4 5 按正序输出双向链表: 1 2 3 4 5 按反序输出双向链表: 5 4 3 2 1 ``` 我们成功地实现了二叉搜索树到双向链表的转换,并且能够按照正反序输出双向链表的所有元素。

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