/**
 * File: TreeNode.cs
 * Created Time: 2022-12-23
 * Author: haptear (haptear@hotmail.com)
 */

namespace hello_algo.utils;

/* 二叉树节点类 */
public class TreeNode {
    public int val;        // 节点值
    public int height;     // 节点高度
    public TreeNode? left;  // 左子节点引用
    public TreeNode? right; // 右子节点引用

    /* 构造方法 */
    public TreeNode(int x) {
        val = x;
    }

    // 序列化编码规则请参考：
    // https://www.hello-algo.com/chapter_tree/array_representation_of_tree/
    // 二叉树的数组表示：
    // [1, 2, 3, 4, None, 6, 7, 8, 9, None, None, 12, None, None, 15]
    // 二叉树的链表表示：
    //             /——— 15
    //         /——— 7
    //     /——— 3
    //    |    \——— 6
    //    |        \——— 12
    // ——— 1
    //     \——— 2
    //        |    /——— 9
    //         \——— 4
    //             \——— 8

    /* 将列表反序列化为二叉树：递归 */
    private static TreeNode? ListToTreeDFS(List<int?> arr, int i) {
        if (i < 0 || i >= arr.Count || !arr[i].HasValue) {
            return null;
        }
        TreeNode root = new(arr[i].Value) {
            left = ListToTreeDFS(arr, 2 * i + 1),
            right = ListToTreeDFS(arr, 2 * i + 2)
        };
        return root;
    }

    /* 将列表反序列化为二叉树 */
    public static TreeNode? ListToTree(List<int?> arr) {
        return ListToTreeDFS(arr, 0);
    }

    /* 将二叉树序列化为列表：递归 */
    private static void TreeToListDFS(TreeNode? root, int i, List<int?> res) {
        if (root == null)
            return;
        while (i >= res.Count) {
            res.Add(null);
        }
        res[i] = root.val;
        TreeToListDFS(root.left, 2 * i + 1, res);
        TreeToListDFS(root.right, 2 * i + 2, res);
    }

    /* 将二叉树序列化为列表 */
    public static List<int?> TreeToList(TreeNode root) {
        List<int?> res = new();
        TreeToListDFS(root, 0, res);
        return res;
    }
}