leetcode--Populating Next Right Pointers in Each Node

Given a binary tree

    struct TreeLinkNode {      TreeLinkNode *left;      TreeLinkNode *right;      TreeLinkNode *next;    }

Populate each next pointer to point to its next right node. If there is no next right node, the next pointer should be set toNULL.

Initially, all next pointers are set to NULL.

Note:

• You may only use constant extra space.
• You may assume that it is a perfect binary tree (ie, all leaves are at the same level, and every parent has two children).

For example,
Given the following perfect binary tree,

         1       /  \      2    3     / \  / \    4  5  6  7

After calling your function, the tree should look like:

         1 -> NULL       /  \      2 -> 3 -> NULL     / \  / \    4->5->6->7 -> NULL

题意：对于一个完美二叉树，将所有节点的next指向其同层右边的节点，每一层的最后一个节点，指向null

分类：二叉树

解法1：层次遍历，使用两个栈，stack1存储当前层，stack2存储下一层，对于stack1，每次pop(),将左右子树添加到stack2,同时pre指向前一个节点，连接pre和当前元素，直到stack1为空，此时stack2装满下一层元素，将stack2元素复制到stack1,清空stack2,重复上述过程。

本质就是层次遍历，特点是使用了两个栈。

/** * Definition for binary tree with next pointer. * public class TreeLinkNode { *     int val; *     TreeLinkNode left, right, next; *     TreeLinkNode(int x) { val = x; } * } */public class Solution {    public void connect(TreeLinkNode root) {        if(root==null) return;Stack<TreeLinkNode> stack1 = new Stack<TreeLinkNode>();List<TreeLinkNode> stack2 = new ArrayList<TreeLinkNode>();stack1.add(root);while(stack1.size()>0||stack2.size()>0){TreeLinkNode pre = null;while(stack1.size()>0){TreeLinkNode t = stack1.pop();if(t.left!=null) stack2.add(t.left);if(t.right!=null) stack2.add(t.right);if(pre!=null){pre.next = t;}pre = t;}Collections.reverse(stack2);stack1.addAll(stack2);stack2.clear();}    }}

解法2：递归解决。创建一个能够连接相邻节点，以及这个两个节点的所有子节点的函数。

/** * Definition for binary tree with next pointer. * public class TreeLinkNode { *     int val; *     TreeLinkNode left, right, next; *     TreeLinkNode(int x) { val = x; } * } */public class Solution {    public void connect(TreeLinkNode root) {        if(root==null) return;        helper(root,null);    }        /**     * 该函数用于连接root的子节点，next的子节点     * root为当前节点，next为其右边的节点      */    public void helper(TreeLinkNode root,TreeLinkNode next){        root.next = next;//首先连接root,next        if(root.left!=null&&root.right!=null){//如果不是最后一层的节点            helper(root.left,root.right);//连接左右节点            if(next!=null){//如果next不为空                helper(root.right,next.left);//连接root的右节点和next的左节点            }else{//如果next为空                helper(root.right,null);//root的右节点应该连接null            }        }    }}

解法3,：该题的思路在于，要连接一个节点的右节点，和它相邻节点的左节点，所有我们扫描一个节点的时候，要知道其相邻节点。上面的递归方法，使用了参数的形式来记录相邻节点。在层次遍历中，我们手动记录相邻节点即可。另外，还要记录每层的第一个节点，从而省去队列。

/** * Definition for binary tree with next pointer. * public class TreeLinkNode { *     int val; *     TreeLinkNode left, right, next; *     TreeLinkNode(int x) { val = x; } * } */public class Solution {    public void connect(TreeLinkNode root) {        if(root==null) return;        TreeLinkNode cur = root;//当前节点        while(root.left!=null){//没有到最后一层的第一个节点            cur = root;            while(cur!=null){//遍历当前层               cur.left.next = cur.right;               if(cur.next!=null) cur.right.next = cur.next.left;//如果有右边的节点，设置               cur = cur.next;            }           root = root.left;//当前层第一个节点        }    }}

解法4：思路和解法3一样

/** * Definition for binary tree with next pointer. * public class TreeLinkNode { *     int val; *     TreeLinkNode left, right, next; *     TreeLinkNode(int x) { val = x; } * } */public class Solution {    public void connect(TreeLinkNode root) {        if(root==null) return;        TreeLinkNode cur = root;//当前节点        TreeLinkNode next = null;//当前节点的右边节点        TreeLinkNode level = root.left;//下一层的第一个节点        cur.next = next;        while(cur!=null){//没有到最后一个节点            if(cur.left!=null&&cur.right!=null){//如果不是最后一层                cur.left.next = cur.right;//连接左右节点                if(next!=null){//如果相邻节点不为空                    cur.right.next = next.left;//连接当前节点的右节点，和相邻节点的左节点                }else{//否则                    cur.right.next = null;//当前节点的右节点连接null                }            }            if(next!=null){//如果相邻节点不为空                cur = next;//下一个节点                next = next.next;//下一个相邻节点            }else{//否则，说明该层遍历完毕                cur = level;//当前节点为下一个的第一个节点                if(cur!=null){//如果不是最后一层                    level = cur.left;//更新level                    next = cur.next;//更新next                }             }        }    }}