Leetcode 116. 填充每个节点的下一个右侧节点指针

题目

给定一个完美二叉树，其所有叶子节点都在同一层，每个父节点都有两个子节点。二叉树定义如下：

struct Node {
int val;
Node *left;
Node *right;
Node *next;
}
填充它的每个 next 指针，让这个指针指向其下一个右侧节点。如果找不到下一个右侧节点，则将 next 指针设置为 NULL。

初始状态下，所有 next 指针都被设置为 NULL。

提示：

• 你只能使用常量级额外空间。
• 使用递归解题也符合要求，本题中递归程序占用的栈空间不算做额外的空间复杂度

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/populating-next-right-pointers-in-each-node
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解答

解法一：递归

对于一个非叶子结点来说：

1. 让左结点的 next 指向右节点。
2. 如果当前结点有 next 结点，那就让当前结点右节点的 next 指向当前结点 next 的左结点，以此让两个子树连接起来。
3. 然后递归左右子树一一建立连接。

代码

/*
// Definition for a Node.
class Node {
    public int val;
    public Node left;
    public Node right;
    public Node next;

    public Node() {}

    public Node(int _val,Node _left,Node _right,Node _next) {
        val = _val;
        left = _left;
        right = _right;
        next = _next;
    }
};
*/
class Solution {
    public Node connect(Node root) {
        if(root == null || root.left == null) return root;
        
        root.left.next = root.right;
        if(root.next != null) {
            root.right.next = root.next.left;
        }
        
        connect(root.left);
        connect(root.right);
        
        return root;
    }
}

结果

解法二：非递归 O(1)

使用循环模拟上述过程，按照 从上到下，从左到右 的顺序处理每一个结点。

注意：因为是完全二叉树，所以从根节点出发的 left 结点就是每一层的最左结点。

要点如下：

1. 只处理非叶子结点。
2. 从上到下处理。
3. 在每一层从左到右处理每一个结点，直到 next 指向的结点为空。
4. 处理下一层，直到抵达叶子节点所在的层停止。

代码

/*
// Definition for a Node.
class Node {
    public int val;
    public Node left;
    public Node right;
    public Node next;

    public Node() {}

    public Node(int _val,Node _left,Node _right,Node _next) {
        val = _val;
        left = _left;
        right = _right;
        next = _next;
    }
};
*/
class Solution {
    public Node connect(Node root) {
        Node pre = root;
        while(pre != null && pre.left != null) {
            Node cur = pre;
            while(cur != null) {
                cur.left.next = cur.right;
                if(cur.next != null) cur.right.next = cur.next.left;
                cur = cur.next;
            }
            
            pre = pre.left;
        }
        
        return root;
    }
}

结果