LeetCode------Populating Next Right Pointers in Each Node

这道题实际上是树的层序遍历的应用，既然是遍历，就有递归和非递归两种方法。下面先来看递归的解法，由于是完全二叉树，所以若节点的左子结点存在的话，其右子节点必定存在，所以左子结点的next指针可以直接指向其右子节点，对于其右子节点的处理方法是，判断其父节点的next是否为空，若不为空，则指向其next指针指向的节点的左子结点，若为空则指向NULL，代码如下：

    //solution1:递归解法
    public void connect1(TreeNode root) {
        if(root == null) return;
        if(root.left != null) root.left.next = root.right;
        if(root.right != null) root.right.next = root.next==null?root.next.left:null;
        connect1(root.left);
        connect1(root.right);
    }

对于非递归的解法要稍微复杂一点，但也不算特别复杂，需要用到queue来辅助，由于是层序遍历，每层的节点都按顺序加入queue中，而每当从queue中取出一个元素时，将其next指针指向queue中下一个节点即可。代码如下：

    //solution2:非递归，使用null来记录分层
    public void connect2(TreeNode root) {
        if(root == null ) return ;
        Queue<TreeNode> q = new LinkedList<>();
        q.offer(root);
        q.offer(null);
        while(true) {
            TreeNode cur = q.poll();
            if(cur!=null) {
                cur.next = q.peek();
                if(cur.left!=null) q.offer(cur.left);
                if(cur.right!=null) q.offer(cur.right);
            }else {
                if(q.size() == 0|| q.peek() == null) return;
                q.offer(null);
            }
        }
    }

上面的方法巧妙的通过给queue中添加空指针NULL来达到分层的目的，使每层的最后一个节点的next可以指向NULL，那么我们可以换一种方法来实现分层，我们对于每层的开头元素开始遍历之前，先统计一下该层的总个数，用个for循环，这样for循环结束的时候，我们就知道该层已经被遍历完了，这也是一种好办法：

    //solution3:非递归，记录每层的节点个数，然后用for循环每层
    public void connect3(TreeNode root) {
        if(root == null) return;
        Queue<TreeNode> q = new LinkedList<>();
        q.offer(root);
        while(!q.isEmpty()) {
            int size = q.size();
            for(int i = 0;i<size ;i++) {
                TreeNode node = q.poll();
                if(i<size-1) {
                    node.next = q.peek();
                }
                if(node.left!=null) q.offer(node.left);
                if(node.right!=null) q.offer(node.right);
            }
        }
    }

上面三种方法虽然叼，但是都不符合题意，题目中要求用O(1)的空间复杂度，所以我们来看下面这种碉堡了的方法。用两个指针start和cur，其中start标记每一层的起始节点，cur用来遍历该层的节点，设计思路之巧妙，不得不服啊：

    //solution4：非递归，空间复杂度O(1)
    public void connect4(TreeNode root) {
        if(root == null) return ;
        //start记录每层的起始节点，因为每层的起始节点一定是每层的最左节点，所以只需保存每层的最左节点即可！
        TreeNode start = root;
        //cur用来遍历当前层的下一层节点
        TreeNode cur  = null;
        while(start.left!=null) {
            cur = start;
            while(cur != null) {
                cur.left.next =  cur.right;
                if(cur.next!=null) {
                    cur.right.next = cur.next.left;
                }
                cur = cur.next;
            }
            start = start.left;
        }
    }

方法四不仅时间复杂度为o(1)，在运行时间上也很快：