28. 展平多级双向链表

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题目

多级双向链表中，除了指向下一个节点和前一个节点指针之外，它还有一个子链表指针，可能指向单独的双向链表。这些子列表也可能会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。

给定位于列表第一级的头节点，请扁平化列表，即将这样的多级双向链表展平成普通的双向链表，使所有结点出现在单级双链表中。

示例 1：

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

输出：[1,2,3,7,8,11,12,9,10,4,5,6]

解释：

输入的多级列表如下图所示：

扁平化后的链表如下图：

示例 2：

输入： head = [1,2,null,3]

输出：[1,3,2]

解释： 输入的多级列表如下图所示：

1---2---NULL

|

3---NULL

示例 3：

输入： head = []

输出：[]

如何表示测试用例中的多级链表？

以 示例 1 为例：

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

|

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

|

11--12--NULL

序列化其中的每一级之后：

[1,2,3,4,5,6,null]

[7,8,9,10,null]

[11,12,null]

为了将每一级都序列化到一起，我们需要每一级中添加值为 null 的元素，以表示没有节点连接到上一级的上级节点。

[1,2,3,4,5,6,null]

[null,null,7,8,9,10,null]

[null,11,12,null]

合并所有序列化结果，并去除末尾的 null 。

[1,2,3,4,5,6,null,null,null,7,8,9,10,null,null,11,12]

提示：

• 节点数目不超过 1000
• 1 <= Node.val <= 10^5

注意

本题与 LeetCode 第 430 题 相同。

解题思路

1. 使用递归遍历多级链表，如果某个节点有子链表，则对子链表进行递归处理。
2. 在递归处理过程中，将当前节点的 next 指针指向递归处理后的子链表，同时将子链表的 prev 指针指向当前节点。
3. 最后，将当前节点的 child 指针置为 null。

复杂度分析

• 时间复杂度：O(n)，其中 n 是链表的节点总数。这个算法递归地处理了多级链表中的每个节点，每个节点都只处理一次。
• 空间复杂度：O(1)。

代码

/**
 * @param {Node} head
 * @return {Node}
 */
var flatten = function (head) {
	if (!head) return null;
	const next = head.next;
	const child = head.child;

	// 处理当前节点的子链表
	const flattenChild = flatten(child);
	// 连接当前节点和递归处理后的子链表
	if (flattenChild) {
		head.next = flattenChild;
		flattenChild.prev = head;
		head.child = null;
	}
	// 递归处理后续节点
	const flattenNext = flatten(next);
	// 连接递归处理后的子链表和后续节点
	if (flattenNext) {
		const last = findLast(flattenChild) || head;
		last.next = flattenNext;
		flattenNext.prev = last;
	}
	return head;
};

// 辅助函数：找到链表的最后一个节点
var findLast = function (head) {
	while (head && head.next) {
		head = head.next;
	}
	return head;
};