116-填充每个节点的下一个右侧节点指针

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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 [0, 2 ¹² - 1] 范围内
-1000 <= node.val <= 1000

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。

前置知识

二叉树
BFS

思路

next 指针只有两种类型：

同一个父节点的两个子节点

node.left.next = node.right

不同父节点的子节点。将这一层的上一层串联好，就可以通过父节点的 next 找到邻居，完成处理。即第 N 层节点之间建立 next 指针后，再建立第 N+1 层节点的 next 指针。

root.right.next => root.next.left

关键点

把每一层当成一个链表进行遍历。
root.right.next => root.next.left

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 {
    public Node connect(Node root) {
        if(root == null) return root;
        // 从根节点开始
        Node pre = root;
        while(pre.left!=null) {
            // 遍历这一层节点组织成的链表，为下一层的节点更新 next 指针
            Node temp = pre;
            while(temp != null){
                // 同一个父节点下的串联
                temp.left.next = temp.right;
                // 如果上一层已经完成串联
                if(temp.next!=null) {
                    temp.right.next = temp.next.left;
                }
                //继续右边遍历
                temp = temp.next;
            }
            //从下一层的最左边开始遍历
            pre = pre.left;
        }
        return root;
    }
}

复杂度分析

令 n 为二叉树节点个数。

时间复杂度： $O(n)$ ，每个节点只访问一次
空间复杂度： $O(1)$ ，不需要存储额外的节点

116-填充每个节点的下一个右侧节点指针

题目地址(116. 填充每个节点的下一个右侧节点指针 - 力扣（LeetCode）)

题目描述

前置知识

思路

关键点

代码