每天一道LeetCode-----为二叉树增加next节点，指向同一层的下一个节点

Populating Next Right Pointers in Each Node

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将完全二叉树每个节点的next指针赋值，每个节点的next指针指向同一层的下一个节点，要求空间复杂度是O(1)

其实如果没有空间复杂度的要求，可以使用层次遍历，一种是使用队列，为了控制层次可以在每层的节点后面向队列追加一个空指针，另一种是递归，通过变量控制层数

既然有空间复杂度的限制，就不能使用额外的空间了。又因为肯定是需要从根节点开始设置next指针，所以如果某一时刻到达一个节点node，它所在的层数是h，那么可以确定的一点是，h-1层的next指针已经设置完毕。

这在某种程度上带来了便利，因为可以根据h-1层的节点获得第h层的所有节点，从而按照顺序一个个设置next指针即可

到此可以确定，在遍历的过程中(二叉树肯定是递归)，需要同时记录第h层的第一个节点和第h-1层的第一个节点。这样，通过第h-1层的节点的next指针可以遍历到h-1层的所有节点，又根据这些节点可以遍历到第h层的所有节点

代码如下

/*** 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) {if(!root)   return;linkNode(root, root->left);}
private:/* * prev : 第h-1层的第一个节点* cur  : 第h层的第一个节点*/void linkNode(TreeLinkNode* prev, TreeLinkNode* cur){if(!cur)    return;/* 记录第h层的第一个节点，用于下次递归 */TreeLinkNode* root = cur;while(prev){/* 依次设置next指针 */cur->next = prev->right;cur = cur->next;/* 移动prev */prev = prev->next;if(!prev)   break;/* 继续设置next指针 */cur->next = prev->left;cur = cur->next;}linkNode(root, root->left);}
};

当然本题的前提是给定的二叉树是完全二叉树，即所有的叶子节点都在同一层

Populating Next Right Pointers in Each Node II

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本题要求和上面一样，不同的是这里给定的二叉树不一定是完全二叉树

需要改动的地方只有递归时的while循环，在循环中，每次都需要找到第h-1层的下一个节点，然后找到第h层的下一个节点，因为下一个节点不一定是prev的子节点。不过也方便，判断prev的左右子节点是否存在即可

代码如下

/*** 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) {if(!root)   return;/* 因为可能不是完全二叉树，所以下一层的第一个节点需要手动寻找 */if(root->left)linkNode(root, root->left);elselinkNode(root, root->right);}
private:/* prev : 第h-1层第一个节点* cur  : 第ｈ层第一个节点 */void linkNode(TreeLinkNode* prev, TreeLinkNode* cur){if(!cur)    return;TreeLinkNode* root = cur;while(prev && cur){/* 寻找第h层的下一个节点 */TreeLinkNode* curNext = nullptr;while(prev && !curNext){/* 因为cur最差也是prev的左节点，所以先从右节点判断 */if(prev->right && prev->right != cur){curNext = prev->right;}else{/* 不是右节点，prev后移，然后判断左节点 */prev = prev->next;/* 如果左节点存在，则就是h层的下一个节点，如果不存在，继续判断右节点 */curNext = prev ? prev->left : curNext;}}/* 设置nex指针 */cur->next = curNext;cur = curNext;}/* 寻找第h+1层的第一个节点 */while(root && !root->left && !root->right)root = root->next;if(!root)   return;if(root->left)linkNode(root, root->left);elselinkNode(root, root->right);}
};

本题的难点是当二叉树不是平衡二叉树时，如果寻找下一个节点，需要根据prev的next指针遍历，找到第一个存在且和cur不相等的节点作为cur的下一个节点