114. 二叉树展开为链表 - 力扣（LeetCode）

一、题目

给你二叉树的根结点 root ，请你将它展开为一个单链表：

• 展开后的单链表应该同样使用 TreeNode ，其中 right 子指针指向链表中下一个结点，而左子指针始终为 null 。
• 展开后的单链表应该与二叉树 先序遍历 顺序相同。

示例 1：
 

输入：root = [1,2,5,3,4,null,6]
输出：[1,null,2,null,3,null,4,null,5,null,6]

示例 2：

输入：root = []
输出：[]

示例 3：​​​​​​​

输入：root = [0]
输出：[0]

提示：​​​​​​​

• 树中结点数在范围 [0, 2000] 内
• -100 <= Node.val <= 100

进阶：你可以使用原地算法（O(1) 额外空间）展开这棵树吗？ 

二、代码

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode() {}
 *     TreeNode(int val) { this.val = val; }
 *     TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {
 *         this.val = val;
 *         this.left = left;
 *         this.right = right;
 *     }
 * }
 */
class Solution {
    public void flatten(TreeNode root) {
        // 当前遍历到的节点
        TreeNode cur = root;
        // 当前遍历到的cur节点的上一个遍历到的节点(按先序遍历顺序)
        TreeNode pre = null;
        // 当前节点左子树的最右子节点
        TreeNode mostRight = null;
        // 经典的Morris先序遍历
        while (cur != null) {
            // 来到当前节点的左子树
            mostRight = cur.left;
            // 如果有左子树
            if (mostRight != null) {
                // 找当前节点左子树的最优解点
                while (mostRight.right != null && mostRight.right != cur) {
                    mostRight = mostRight.right;
                }
                // 说明第一次遍历到cur节点
                if (mostRight.right == null) {
                    mostRight.right = cur;

                    // 将上一个遍历的节点的左指针指向cur，这里之所以用左指针，是因为右指针在后面还有用，但是左指针没用了，所以暂时用左指针指向链表的下一个节点
                    if (pre != null) {
                        pre.left = cur;
                    }
                    // 更新pre
                    pre = cur;

                    cur = cur.left;
                    continue;
                // 说明第二次遍历到cur节点    
                } else {
                    mostRight.right = null;
                }
            // 当前节点没有左子树，那么这个节点只会遍历一次    
            } else {
                // 同样将这个节点加到链表结构中
                if (pre != null) {
                    // 暂时使用节点左指针连接下一个节点
                    pre.left = cur;
                }
                pre = cur;
            }
            cur = cur.right;
        }
        
        // 遍历链表结构，用右指针取代左指针指向下一个节点，并将左指针指向null
        cur = root;
        TreeNode next = null;
        while (cur != null) {
            next = cur.left;
            cur.right = next;
            cur.left = null;
            cur = next;
        }
    }
}

三、解题思路 

利用Morris遍历实现空间复杂度O(1)的代码。