[Leetcode] Populating next right pointer in each node ii 填充每个节点的右指针

Follow up for problem "Populating Next Right Pointers in Each Node".

What if the given tree could be any binary tree? Would your previous solution still work?

Note:

You may only use constant extra space.

For example,
Given the following binary tree,

After calling your function, the tree should look like:

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

这一题和上一题Populating next right pointer in each node的区别在于二叉树不是完美二叉树，所以每次的第一个结点不一定是沿着左子树的最左端一直向下。

方法一：

代码原出处没有解释，这里给出个人理解。上一题是这题的特殊情况，所以这题的代码也能通过上一题。

核心思想是：层次遍历。在上一题中，我们记下当前行的下一行中最左端的结点作为起始点，是为了实现队列的层与层之间的转换功能，这里也同样用这种方式，但因上一题中是满二叉树，所以，我们只需在开头直接取就行，这里我们需判断当前行左右孩子中哪个存在就用哪个。这里值得注意的是，遇到4所在那一层时，cur=4的左右孩子都不存在时，直接取左右孩子中的一个，这时firNext依旧为NULL（因为不知道当前行中的左右孩子是否存在，所以，开始firNext定义为NULL），这时因为最左端的左右孩子都不存在，所以，不需要连接，然后我们在该行中移动cur，直达cur的左右孩子中至少一个存在，我们取存在的那个（若两个都存在，取左孩子）为下一行的最左端结点。

层与层之间的转换解决了，下面我们来解决行之间的移动。如图，若5为根结点的子树为3的右孩子，那如何连接4和5？像上一题中，4（身为2的左孩子），先连接2的右孩子，但其右孩子不存在啊？若是像上题中，那样：左连右，右连next的左，那中间就会有一个NULL ！这时，我们定义一个遍历pre，让其完成在行中的穿针引线的作用：pre先指向2的左孩子4，因为2的右孩子不存在，所以，pre不动，直到遇到5.

最外层的while循环是层层之间的转化由firNext负责，层之间的连接由pre负责。

/**
 * Definition for binary tree with next pointer.
 * struct TreeLinkNode {
 *  int val;
 *  TreeLinkNode *left, *right, *next;
 *  TreeLinkNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL), next(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    void connect(TreeLinkNode *root) 
    {
        TreeLinkNode *cur=root;
        while(cur)
        {
            TreeLinkNode *firNext=nullptr;  //下一层的第一个结点
            TreeLinkNode *prev=nullptr;     //同一层中的前结点
            while(cur)
            {
                if(firNext==nullptr)
                    firNext=cur->left?cur->left:cur->right;
                if(cur->left)
                {
                    if(prev)
                        prev->next=cur->left;
                    prev=cur->left;
                }
                if(cur->right)
                {
                    if(prev)
                        prev->next=cur->right;
                    prev=cur->right;
                }
                cur=cur->next;
            }
            cur=firNext;
        }
    }
};

方法二：

递归，虽然不满题意，但有利于熟悉递归算法，依旧写在这。代码来源Grandyang博友。

// Recursion, more than constant space
class Solution {
public:
    void connect(TreeLinkNode *root) {
        if (!root) return;
        TreeLinkNode *p = root->next;
        while (p) {
            if (p->left) {
                p = p->left;
                break;
            }
            if (p->right) {
                p = p->right;
                break;
            }
            p = p->next;
        }
        if (root->right) root->right->next = p; 
        if (root->left) root->left->next = root->right ? root->right : p; 
        connect(root->right);
        connect(root->left);
    }
};