题目

给定一个二叉树

  1. struct Node {
  2.   int val;
  3.   Node *left;
  4.   Node *right;
  5.   Node *next;
  6. }

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。

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。


    示例：
    image.png

    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。

提示：

  • 树中的节点数小于 6000

  • -100 <= node.val <= 100

    解题方法

    BFS

    通过 BFS 层序遍历二叉树，在每层节点之间构建连接。
    时间复杂度O(n)，空间复杂度额O(n)
    C++代码： ```cpp / // Definition for a Node. class Node { public: int val; Node left; Node right; Node next;

    Node() : val(0), left(NULL), right(NULL), next(NULL) {}

    Node(int _val) : val(_val), left(NULL), right(NULL), next(NULL) {}

    Node(int _val, Node _left, Node _right, Node* _next)

      : val(_val), left(_left), right(_right), next(_next) {}

    }; */

class Solution { public: Node connect(Node root) { queue nodes; if(root!=NULL) nodes.push(root); while(nodes.size()>0) { int size = nodes.size(); for(int i=0; inext = nodes.front(); if(cur->left!=NULL) nodes.push(cur->left); if(cur->right!=NULL) nodes.push(cur->right);
} }

    return root;
}

};

<a name="mzSuU"></a>
## 使用 next 指针
使用`next`指针遍历当前层，为下一层建立连接。需要记录上一个节点、下一层的最左节点。<br />时间复杂度`O(n)`，空间复杂度额`O(1)`<br />**C++代码：**
```cpp
/*
// Definition for a Node.
class Node {
public:
    int val;
    Node* left;
    Node* right;
    Node* next;

    Node() : val(0), left(NULL), right(NULL), next(NULL) {}

    Node(int _val) : val(_val), left(NULL), right(NULL), next(NULL) {}

    Node(int _val, Node* _left, Node* _right, Node* _next)
        : val(_val), left(_left), right(_right), next(_next) {}
};
*/

class Solution {
public:
    void connect_next(Node* &last, Node* &cur, Node* &next_mostleft) {
        if(last)   last->next = cur;
        if(!next_mostleft)  next_mostleft = cur;
        last = cur;
    }

    Node* connect(Node* root) {
        Node* mostleft = root;
        while(mostleft) {
            Node *cur = mostleft;
            Node *last = nullptr, *next_mostleft = nullptr;
            while(cur != NULL) {
                if(cur->left)   connect_next(last, cur->left, next_mostleft);
                if(cur->right)  connect_next(last, cur->right, next_mostleft);
                cur = cur->next;
            }
            mostleft = next_mostleft;
        }


        return root;
    }
};