深入理解二叉树扁平化：原地转换为双向链表结构

class BinaryTree:
    def __init__(self, value, left=None, right=None):
        self.value = value
        self.left = left
        self.right = right

# 假设这是某个辅助函数内部
leftmostofleft = node
rightmostofright = node
leftmostofright = node # 潜在问题
rightmostofleft = node # 潜在问题

def flattenBinaryTree(root):
    # 如果根节点为空，则直接返回None
    if root is None:
        return None
    # 调用辅助函数进行扁平化，并返回扁平化结构的最左侧节点
    leftmost, _ = helper(root)
    return leftmost

def helper(node):
    # 递归终止条件：如果节点为空，则返回None, None
    if node is None:
        return None, None

    # 初始化当前节点为扁平化结构的最左和最右节点，
    # 假设它目前是独立的，没有左右子树连接
    leftmost_of_flattened_subtree = node
    rightmost_of_flattened_subtree = node

    # 1. 扁平化左子树
    # 如果存在左子节点
    if node.left:
        # 递归调用helper，获取左子树扁平化后的最左侧和最右侧节点
        # 注意：这里将返回的最左侧节点赋给 leftmost_of_flattened_subtree，
        # 因为整个扁平化结构的最左侧节点将来自最左侧的子树。
        # 同时，将左子树扁平化后的最右侧节点赋给 node.left，
        # 这样 node.left 现在指向了它在双向链表中的“前一个”节点。
        leftmost_of_flattened_subtree, node.left = helper(node.left)

        # 建立从左子树扁平化后的最右侧节点到当前节点的连接
        # 即：前一个节点的 right 指针指向当前节点
        node.left.right = node

    # 2. 扁平化右子树
    # 如果存在右子节点
    if node.right:
        # 递归调用helper，获取右子树扁平化后的最左侧和最右侧节点
        # 注意：这里将右子树扁平化后的最左侧节点赋给 node.right，
        # 这样 node.right 现在指向了它在双向链表中的“后一个”节点。
        # 同时，将返回的最右侧节点赋给 rightmost_of_flattened_subtree，
        # 因为整个扁平化结构的最右侧节点将来自最右侧的子树。
        node.right, rightmost_of_flattened_subtree = helper(node.right)

        # 建立从右子树扁平化后的最左侧节点到当前节点的反向连接
        # 即：后一个节点的 left 指针指向当前节点
        node.right.left = node

    # 返回当前节点所代表的扁平化子树的最左侧和最右侧节点
    return leftmost_of_flattened_subtree, rightmost_of_flattened_subtree

# 假设 BinaryTree 类定义如上

# 扁平化主函数和辅助函数定义如上

# 用于测试的 BinaryTree 辅助方法
class BinaryTree(BinaryTree): # 继承以添加辅助方法
    def insert(self, values, i=0):
        if i >= len(values):
            return
        queue = [self]
        while len(queue) > 0:
            current = queue.pop(0)
            if current.left is None:
                current.left = BinaryTree(values[i])
                break
            queue.append(current.left)
            if current.right is None:
                current.right = BinaryTree(values[i])
                break
            queue.append(current.right)
        self.insert(values, i + 1)
        return self

    def leftToRightToLeft(self):
        nodes = []
        current = self
        # 从左到右遍历
        while current.right is not None:
            nodes.append(current.value)
            current = current.right
        nodes.append(current.value) # 添加最右侧节点

        # 从右到左遍历
        while current is not None:
            nodes.append(current.value)
            current = current.left
        return nodes

# 测试用例
if __name__ == "__main__":
    # 构建一个示例二叉树
    #       1
    #      / \
    #     2   3
    #    / \   \
    #   4   5   6
    #      / \
    #     7   8
    root = BinaryTree(1).insert([2, 3, 4, 5, 6])
    root.left.right.left = BinaryTree(7)
    root.left.right.right = BinaryTree(8)

    print("原始树结构（in-order 遍历）：")
    # 模拟in-order遍历
    def in_order_traversal(node, result):
        if node is None:
            return
        in_order_traversal(node.left, result)
        result.append(node.value)
        in_order_traversal(node.right, result)

    in_order_result = []
    in_order_traversal(root, in_order_result)
    print(in_order_result) # 期望扁平化后的顺序：[4, 2, 7, 5, 8, 1, 6, 3]

    # 扁平化二叉树
    leftMostNode = flattenBinaryTree(root)

    # 验证扁平化后的链表
    flattened_values = leftMostNode.leftToRightToLeft()
    print("扁平化后从左到右再到左遍历结果：")
    print(flattened_values)

    # 期望结果 (leftToRightToLeft): [4, 2, 7, 5, 8, 1, 6, 3, 3, 6, 1, 8, 5, 7, 2, 4]
    expected = [4, 2, 7, 5, 8, 1, 6, 3, 3, 6, 1, 8, 5, 7, 2, 4]
    assert flattened_values == expected
    print("测试通过！")