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0116.填充每个节点的下一个右侧节点指针.md

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116. 填充每个节点的下一个右侧节点指针

链接:https://leetcode-cn.com/problems/populating-next-right-pointers-in-each-node/

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。

进阶:

  • 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。

思路

注意题目提示内容,:

  • 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。

基本上就是要求使用递归了,迭代的方式一定会用到栈或者队列。

递归

一想用递归怎么做呢,虽然层序遍历是最直观的,但是递归的方式确实不好想。

如图,假如当前操作的节点是cur:

最关键的点是可以通过上一层递归 搭出来的线,进行本次搭线。

图中cur节点为元素4,那么搭线的逻辑代码:(注意注释中操作1和操作2和图中的对应关系

if (cur->left) cur->left->next = cur->right; // 操作1
if (cur->right) {
    if (cur->next) cur->right->next = cur->next->left; // 操作2
    else cur->right->next = NULL;
}

理解到这里,使用前序遍历,那么不难写出如下代码:

class Solution {
private:
    void traversal(Node* cur) {
        if (cur == NULL) return;
                                //
        if (cur->left) cur->left->next = cur->right; // 操作1
        if (cur->right) {
            if (cur->next) cur->right->next = cur->next->left; // 操作2
            else cur->right->next = NULL;
        }
        traversal(cur->left);   //
        traversal(cur->right);  //
    }
public:
    Node* connect(Node* root) {
        traversal(root);
        return root;
    }
};

迭代(层序遍历)

本题使用层序遍历是最为直观的,如果对层序遍历不了解,看这篇:二叉树:层序遍历登场!

层序遍历本来就是一层一层的去遍历,记录一层的头结点(nodePre),然后让nodePre指向当前遍历的节点就可以了。

代码如下:

class Solution {
public:
    Node* connect(Node* root) {
        queue<Node*> que;
        if (root != NULL) que.push(root);
        while (!que.empty()) {
            int size = que.size();
            vector<int> vec;
            Node* nodePre;
            Node* node;
            for (int i = 0; i < size; i++) { // 开始每一层的遍历
                if (i == 0) {
                    nodePre = que.front(); // 记录一层的头结点
                    que.pop();
                    node = nodePre;
                } else {
                    node = que.front();
                    que.pop();
                    nodePre->next = node; // 本层前一个节点next指向本节点
                    nodePre = nodePre->next;
                }
                if (node->left) que.push(node->left);
                if (node->right) que.push(node->right);
            }
            nodePre->next = NULL; // 本层最后一个节点指向NULL
        }
        return root;
    }
};

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