LeetCode 116. 填充每个节点的下一个右侧节点指针

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

难度：中等

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：

首先，给定的树是一棵完美二叉树，因此对于所有非叶子节点的节点，都会有左右孩子。

解法1：层次优先遍历

由于每个节点的 next 指针都是指向当前层次的右边节点，因此很容易想到使用层次优先遍历，且由于是完美二叉树，每层的节点个数也很容易计算出来（即都是 2 的倍数）。

具体做法是使用一个队列，从右到左往队列中添加节点，这样，除了最右侧节点，其他节点在出队时将其 next 指向上一个出队节点即可。

JS 代码如下：

/*** // Definition for a Node.* function Node(val, left, right, next) {*    this.val = val === undefined ? null : val;*    this.left = left === undefined ? null : left;*    this.right = right === undefined ? null : right;*    this.next = next === undefined ? null : next;* };*//*** @param {Node} root* @return {Node}*/
var connect = function(root) {if (!root) {return root;}let queue = [];let last, cur;let n = 0, nums = 1;queue.push(root);while (queue.length) {cur = queue.shift();n++;if (last) {cur.next = last;}if (cur.right) {queue.push(cur.right);}if (cur.left) {queue.push(cur.left);}last = cur;if (n === nums) {nums *= 2;n = 0;last = null;}}return root;
};

解法2：使用父节点 next 指针

首先，如下图，对于当前遍历到的节点 2，我们能够很容易的找到其左孩子的 next 指针所指向的节点（即其右孩子）：root.left.next = root.right;

而对于其右孩子 5，由于我们在遍历根结点 1 时就设置了节点 2 的 next 指针，因此我们能够使用节点 2 的 next 来找到节点 5 的 next 所要指向的右侧节点：root.right.next = root.next.left;

根据这种思路，我们能够写出递归版本和迭代版本的代码：

递归

递归版本很直观，就是按照上面的两种情况来的：

var connect = function(root) {if (!root) {return root;}const dfs = (root) => {if (!root) {return;}if (root.left) {root.left.next = root.right;// 若当前节点不是最右侧节点，那么可以通过 next 指针找到其右侧节点if (root.next) {root.right.next = root.next.left;}}dfs(root.left);dfs(root.right);};dfs(root);return root;
};

迭代

对于迭代法，我们可以从每一层最左边的节点出发，对每一个遍历到的节点的左右孩子，按照上面的两种情况来获取 next 的指向：

var connect = function(root) {if (!root) {return root;}let leftSide = root;while (leftSide.left) {let node = leftSide;while (node) {node.left.next = node.right;if (node.next) {node.right.next = node.next.left;}node = node.next;}leftSide = leftSide.left;}return root;
};