算法初探LeetCode-填充每个节点的下一个右侧节点指针II

LeetCode117. 填充每个节点的下一个右侧节点指针II

给定一个二叉树：

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,null,7]
输出： [1,#,2,3,#,4,5,7,#]
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。序列化输出按层序遍历顺序（由 next 指针连接），'#' 表示每层的末尾。

示例 2：

输入： root = []
输出： []

提示：

• 树中的节点数在范围 [0, 6000] 内
• -100 <= Node.val <= 100

思路分析

自顶向上递归构建next，分为以下几步：

构建当前节点的左节点：

1.1. 如果root有左节点和右节点，则左节点的Next为右节点

1.2. 如果root右节点为Null，则查找父节点的兄弟节点的最左边子元素

构建当前节点的右节点：

2.1. 如果root右节点不为Null，则next为父节点的兄弟节点的最左边子元素

递归：这里注意一定要先构建右子树，再构建左子树，因为寻找父节点的兄弟节点是从左到右遍历的，如果右子树未构建好就遍历，则会出错

算法代码

public Node connect(Node root) {
    //自顶向上递归
    if (root == null) return null;

    //构建当前节点的左节点
    if (root.left != null) {
        //1.如果root有左节点和右节点，则左节点的Next为右节点
        if (root.right != null) root.left.next = root.right;
        //2.如果root右节点为Null，则查找父节点的兄弟节点的最左边子元素
        else root.left.next = findLeftChild(root);
    }

    //构建当前节点的右节点
    if (root.right != null)
    //如果root右节点不为Null，则next为父节点的兄弟节点的最左边子元素
        root.right.next = findLeftChild(root);

    //递归
    connect(root.right);
    connect(root.left);

    return root;
}

private Node findLeftChild(Node root) {
    if (root.next == null) return null;
    while (root.next != null) {
        if (root.next.left != null) return root.next.left;
        if (root.next.right != null) return root.next.right;
        root = root.next;
    }
    return null;
}

结果详情

算法复杂度

• 空间复杂度：$O(1)$
• 时间复杂度：$O(n)$

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