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是否将已排序的双向链表转换为平衡的二叉树?这个递归是如何工作的?

将已排序的双向链表转换为平衡的二叉树是一个常见的问题,可以通过递归的方式来解决。

递归的思路是将链表分成两半,然后将中间节点作为根节点,左半部分的链表作为左子树,右半部分的链表作为右子树。这样可以保证二叉树的平衡性。

具体的递归过程如下:

  1. 首先,找到链表的中间节点,可以使用快慢指针的方法,快指针每次移动两步,慢指针每次移动一步,当快指针到达链表末尾时,慢指针指向的节点就是中间节点。
  2. 将中间节点作为根节点,并断开链表,将链表分成两部分。
  3. 递归地将左半部分的链表转换为左子树,将右半部分的链表转换为右子树。
  4. 将左子树和右子树连接到根节点上。

递归的终止条件是链表为空或者只有一个节点,此时直接返回该节点作为根节点。

这个算法的时间复杂度是O(nlogn),其中n是链表的长度。因为每次递归都需要遍历链表找到中间节点,所以时间复杂度是logn,总共需要递归n次。

以下是一个示例代码:

代码语言:txt
复制
class ListNode:
    def __init__(self, val=0, next=None):
        self.val = val
        self.next = next

class TreeNode:
    def __init__(self, val=0, left=None, right=None):
        self.val = val
        self.left = left
        self.right = right

def sortedListToBST(head):
    if not head:
        return None
    if not head.next:
        return TreeNode(head.val)
    
    # 使用快慢指针找到链表的中间节点
    slow, fast = head, head.next.next
    while fast and fast.next:
        slow = slow.next
        fast = fast.next.next
    
    # 断开链表
    mid = slow.next
    slow.next = None
    
    # 递归地将左半部分的链表转换为左子树,右半部分的链表转换为右子树
    root = TreeNode(mid.val)
    root.left = sortedListToBST(head)
    root.right = sortedListToBST(mid.next)
    
    return root

这个算法可以应用于需要将已排序的链表转换为平衡的二叉搜索树的场景。例如,在搜索引擎中,可以将搜索结果的排序链表转换为平衡的二叉搜索树,以提高搜索效率。

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