2021-02-20 116. 填充每个节点的下一个右侧节点指针

题目地址

https://leetcode-cn.com/problems/populating-next-right-pointers-in-each-node/submissions/

题目描述

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。

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：
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。
 
提示：
树中节点的数量少于 4096
-1000 <= node.val <= 1000

思路

1. 暴力法, 先存储下每一层的最右边节点, 然后存储层次遍历序列, 然后在序列中设置next指向, 到最右边节点设置next为空, 往下一层最右边走
2. 因为是满二叉树, 前序遍历过程中设置next.

题解

/**
 * Created by zcdeng on 2021/2/20.
 */
public class TreeConnect {
    public static void main(String[] args) {
        Node root = Node.create(new int[] {1,2,3,4,5,6,7});
        Node ret = connect(root);
        System.out.println(ret.left.next.val);

        ret = connectV2(root);
        System.out.println(ret.left.next.val);
    }
    /**
     * 执行用时：0 ms, 在所有 Java 提交中击败了100.00%的用户
     * 内存消耗：39 MB, 在所有 Java 提交中击败了5.92%的用户
     */
    private static Node connectV2(Node root) {
        if (root == null|| root.left == null) {
            return root;
        }
        root.left.next = root.right;
        if (root.next != null) {
            root.right.next = root.next.left;
        }
        connectV2(root.left);
        connectV2(root.right);
        return root;
    }
    /**
     * 执行用时：9 ms, 在所有 Java 提交中击败了7.37%的用户
     * 内存消耗：38.6 MB, 在所有 Java 提交中击败了69.71%的用户
     */
    private static Node connect(Node root) {
        if (root == null) {
            return null;
        }

        List<Node> rights = new ArrayList<Node>();
        Node right = root;
        while (right != null) {
            rights.add(right);
            if (right.right != null) {
                right = right.right;
            } else {
                break;
            }
        }

        List<Node> queue = new ArrayList<Node>();
        queue.add(root);
        int index = 0;
        while (index < queue.size()) {
            Node current = queue.get(index++);

            if (current.left != null) {
                queue.add(current.left);
            }

            if (current.right != null) {
                queue.add(current.right);
            }
        }

        int i=0,j=0;
        while (i< rights.size() && j < queue.size() - 1) {
            Node rightNode = rights.get(i);
            Node current = queue.get(j);

            if (rightNode == current) {
                i++;
                current.next = null;
            } else {
                current.next = queue.get(j+1);
            }
            j++;
        }
        return root;
    }
}

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;
    }

    public static Node create(int[] arr) {
        if (arr.length < 1) {
            return null;
        }
        int index = 0;
        Node root = new Node(arr[index]);
        List<Node> queue = new ArrayList<Node>();
        queue.add(root);
        while (index < arr.length && queue.size() > 0) {
            Node tmp = queue.remove(0);
            index++;
            if (index < arr.length && arr[index] != -1) {
                tmp.left = new Node(arr[index]);
                queue.add(tmp.left);
            }
            index++;
            if (index < arr.length && arr[index] != -1) {
                tmp.right = new Node(arr[index]);
                queue.add(tmp.right);
            }
        }
        return root;
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {1,2,3,4,5,6,7};
        Node root = Node.create(arr);
        preOrder(root);
        System.out.println();
    }

    public static void preOrder(Node root) {
        if (root != null) {
            System.out.print(root.val + " ");
            preOrder(root.left);
            preOrder(root.right);
        }
    }
}