题目
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
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，本题中递归程序的隐式栈空间不计入额外空间复杂度。
题解
解题思路
本题使用常规的 层次遍历 即可解决，每次遍历一层的节点，对于每个节点，把 next 指向下一节点即可。但是这样需要借助一个队列完成遍历，是否可以实现常量级的空间开销呢？答案是的。
需要实现遍历每层节点，除了借助队列外，我们还可以借助 next，因为我们本来就是需要把每层的节点连成链表，既然是链表，我们也就可以遍历啦。
但是要通过 next 遍历第 i 层，那么我们就需要在第 i-1 层完成第 i 层节点的连接，而由于在第 i-1 层是可以通过每个节点 left 和 right 指针来访问第 i 层的节点的，所以是可以完成连接的。
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) {
val = _val;
}
public Node(int _val, Node _left, Node _right, Node _next) {
val = _val;
left = _left;
right = _right;
next = _next;
}
};
*/
class Solution {
Node nextStart;
Node last;
public Node connect(Node root) {
if (root == null) {
return null;
}
nextStart = root;
Node start;
while(nextStart != null) {
start = nextStart;
// 重置下一层的开始节点
nextStart = null;
last = null;
//开始遍历该层的节点
for (Node node = start; node != null; node = node.next) {
if (node.left != null) {
handle(node.left);
}
if (node.right != null) {
handle(node.right);
}
}
}
return root;
}
public void handle(Node node) {
if (last != null) {
last.next = node;
}
if (nextStart == null) {
nextStart = node;
}
last = node;
}
}
复杂度分析
- 时间复杂度：O(n)
其中 n 是数的节点数，需要遍历数的所有节点。 - 空间复杂度：O(1)
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