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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。

给你位于列表第一级的头节点，请你扁平化列表，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：

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：

序列化其中的每一级之后：

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。

合并所有序列化结果，并去除末尾的 null 。

思路1

• 将该链表看左二叉树，进行先序遍历，就是DFS深度优先搜索
• 利用一个pre指针维护上一个结点和本结点的关系（prev、next）
• child看左left，next看左right
• 在每次child遍历完了后都要将child置为null

代码实现

class Solution {    private Node pre = null;    public Node flatten(Node head) {        preOrder(head);        return head;    }    //先序遍历    public void preOrder(Node head) {        //判断是否这条路到尽头了        if (head == null) {            return;        }        //要记录下一个结点，否则待会找不到        Node next = head.next;        //如果pre为空代表是头结点,就跳过        if (pre != null) {            pre.next = head;            head.prev = pre;        }        pre = head;        preOrder(head.child);        //将child置为null        head.child = null;        preOrder(next);    }}

思路2

• 利用循环，从后往前拼接
• 遇到child不为null，那么就跳到该child这一行，再把child指向null，然后上一段的next如果不为空就将它拼接到这一行的尾部
• 由于在找到child的时候就将next指向改变了，所以外层只需要一个循环即可
• 内层的一个循环是遍历本层到末尾，再与上一层拼接的

代码实现

class Solution {    private Node pre = null;    public Node flatten(Node head) {        //定义一个头指针指向head，这样最后直接返回head即可        Node p = head;        while (p != null) {            if (p.child != null) {                //记录存在child的结点的next结点                Node next = p.next;                Node child = p.child;                //将child置为null                p.child = null;                //将结点和child进行连接                p.next = child;                child.prev = p;                                //遍历到末尾与上一层拼接                while (child.next != null) {                    child = child.next;                }                //上一层不为空才进行拼接                if (next != null) {                    child.next = next;                    next.prev = child;                }            }            p = p.next;        }        return head;    }}