Leetcode: Convert Sorted List to Binary Search Tree

Given a singly linked list where elements are sorted in ascending order, convert it to a height balanced BST.

难度70，与Convert Sorted Array to Binary Search Tree问题相似，这道题的做法就是，我们需要中点来做每一层树的根，问题在于，对于一个链表我们是不能常量时间访问它的中间元素的。于是我的想法是花O(N)的时间把链表里面的元素先存到一个数组或者ArrayList里面，这样就有了一个sorted的数组或者ArrayList，我们就很容易对它递归来建立一个height balanced BST

Code Ganker有一个做法，整体过程就是一次中序遍历，时间复杂度是O(n)，空间复杂度是栈空间O(logn)加上结果的空间O(n)，额外空间是O(logn)，总体是O(n)。代码如下：我的额外空间是O（N），他的做法比我优。

他的做法精髓在于：1. helper函数里递归实现了树的inorder访问，ArrayList<ListNode> list中list.get(0).val存的就是当前树inorder遍历正遍历到的节点其value值。我们依次把LinkedList里面的节点挨个添加到list.get(0)，由于LinkedList是sorted的，所以LinkedList里面的点与BST inorder遍历的各个点是一一对应的，我们只需要用当前LinkedList节点的val去创建BST当前的节点就好了。

2. helper函数的 int l， int r看似不影响中序遍历，但是却帮助我们判断什么时候当前节点是null，作用就跟中序遍历递归写法里面的判空语句 if（root == null）return; 一样

public TreeNode sortedListToBST(ListNode head) {
if(head == null)
return null;
ListNode cur = head;
int count = 0;
while(cur!=null)
{
cur = cur.next;
count++;
}
ArrayList<ListNode> list = new ArrayList<ListNode>();
list.add(head);
return helper(list,0,count-1);
}
private TreeNode helper(ArrayList<ListNode> list, int l, int r)
{
if(l>r)
return null;
int m = (l+r)/2;
TreeNode left = helper(list,l,m-1);
TreeNode root = new TreeNode(list.get(0).val);
root.left = left;
list.set(0,list.get(0).next);
root.right = helper(list,m+1,r);
return root;
}

注意这个代码里面11行-12行，为什么要用一个ArrayList来装载ListNode head再以这个ArrayList作为参数参与递归？这是一个很好的java函数参数问题。如果直接用ListNode head作为参数参与递归，代码如下，这样做是会报错的。原因已经写在《Summary: Java中函数参数的传递》这篇博文里面，这个情况就是里面描述的“（二）对象类型参数：传引用，方法体内改变形参引用，不会改变实参的引用”。在下面代码的22行“node = node.next;” 这里形参引用ListNode node发生了改变, 指向下一个，但是调用它的外层helper函数中的实参ListNode node没有发生任何变化，并没有指向下一个。要想让外层函数的node变化，一个方法是：把node放在ArrayList的index 0处，每次修改index 0的内容，传递ArrayList，这样实参也变化了。

public class Solution {
public TreeNode sortedListToBST(ListNode head) {
if(head == null)
return null;
ListNode cur = head;
int count = 0;
while(cur!=null)
{
cur = cur.next;
count++;
}
return helper(head,0,count-1);
}
private TreeNode helper(ListNode node, int l, int r)
{
if(l>r)
return null;
int m = (l+r)/2;
TreeNode left = helper(node,l,m-1);
TreeNode root = new TreeNode(node.val);
root.left = left;
node = node.next;
root.right = helper(node,m+1,r);
return root;
}
}