题目：填充每个节点的下一个右侧节点指针
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。
示例 1：
输入： root = [1,2,3,4,5,6,7]
输出： [1,#,2,3,#,4,5,6,7,#]
解释： 给定二叉树如图 A 所示，你的函数应该填充它的每个 next 指针，以指向其下一个右侧节点，如图 B 所示。序列化的输出按层序遍历排列，同一层节点由 next 指针连接，'#' 标志着每一层的结束。
示例 2:
输入： root = []
输出： []
提示：
- 树中节点的数量在 范围内
-1000 <= node.val <= 1000
解题思路
由于每个结点的下一个右侧结点一定和该结点位于同一层，因此只要在同一层的结点之间填充下一个右侧结点指针即可。可以使用层序遍历实现。
层序遍历的方法为从根结点开始依次遍历每一层的结点，同一层的结点的遍历顺序为从左到右。在层序遍历的过程中需要区分不同结点所在的层，确保每一轮访问的结点为同一层的全部结点。
使用队列存储待访问的结点，初始时将根结点入队列。每一轮访问结点之前首先得到队列内的元素个数，然后访问这些结点，并将这些结点的非空子结点入队列。该做法可以确保每一轮访问的结点为同一层的全部结点。
每次访问结点时，将待访问的结点出队列。如果当前访问的结点不是当前层的最后一个结点，则此时的队首元素即为当前结点的下一个右侧结点（注意当前结点已经出队列），将当前结点的下一个右侧结点指针指向队首元素。
遍历结束之后返回根结点，此时二叉树中每个结点的下一个右侧结点指针都被填充。
代码实现
public Node connect(Node root) {
if (root == null) {
return root;
}
Queue < Node > queue = new ArrayDeque < Node > ();
queue.offer(root);
while (!queue.isEmpty()) {
int size = queue.size();
for (int i = 0; i < size; i++) {
Node node = queue.poll();
if (i < size - 1) {
node.next = queue.peek();
}
if (node.left != null) {
queue.offer(node.left);
}
if (node.right != null) {
queue.offer(node.right);
}
}
}
return root;
}
运行结果
复杂度分析
- 空间复杂度：O(n)
- 时间复杂度：O(n)
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