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117. 填充每个节点的下一个右侧节点指针 II

难度：中等

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

个人题解

思路：

1. 考虑逐层遍历，考虑用一个list来充当层的概念，每次遍历当前层的时候，把下一层的节点先装到list中
2. 则当list中没有节点时，表示所有节点遍历完毕；有节点则继续遍历，遍历时用一个指针完成next的赋值，将当前层节点串起来

class Solution {
public Node connect(Node root) {if (root == null) {return null;}ArrayList<Node> list = new ArrayList<>();list.add(root);while (!list.isEmpty()) {ArrayList<Node> nextList = new ArrayList<>(); // 记录下一层遍历的节点Node curNode = null; // 用于连接for (Node node : list) {if (node.left != null) {nextList.add(node.left);if (curNode != null) {curNode.next = node.left;}curNode = node.left;}if (node.right != null) {nextList.add(node.right);if (curNode != null) {curNode.next = node.right;}curNode = node.right;}}list = nextList;}return root;}
}

进阶：

1. 上面层的概念是用list来表示的，分析一下，
   • 如果用一个指针指向下一层的头节点，即可得到每层遍历的起点
   • 再考虑用一个尾指针表示下一层的尾节点，则遍历当前层时即可将下一层的节点接在尾节点上
2. 经过上述分析，遍历过程不再需要list容器，只需要3个指针即可，当前层遍历指针，下一层头指针及下一层尾指针
3. 每次遍历完当前层，将下一层头指针及尾指针重置

class Solution {public Node connect(Node root) {Node curTail = root;Node nextHead = null;Node nextTail = null;while (curTail != null) {// 看左子结点if (curTail.left != null) {if (nextTail != null) {nextTail.next = curTail.left;} else {nextHead = curTail.left;}nextTail = curTail.left;}// 看右子结点if (curTail.right != null) {if (nextTail != null) {nextTail.next = curTail.right;} else {nextHead = curTail.right;}nextTail = curTail.right;}if (curTail.next != null) {// 继续当前层遍历curTail = curTail.next;} else {// 当前层遍历完毕，开启下一层遍历，将下一层指针重置curTail = nextHead;nextHead = null;nextTail = null;}}return root;}
}

其他非官方题解：

class Solution {public Node connect(Node root) {Node cur = root;while (cur != null) {Node dummy = new Node(0);Node p = dummy;while (cur != null) {if (cur.left != null) {p.next = cur.left;p = p.next;}if (cur.right != null) {p.next = cur.right;p = p.next;}cur = cur.next;}cur = dummy.next;}return root;}
}