题目内容

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：

1、你只能使用常量级额外空间。
2、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

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

1、树中节点的数量少于 4096
2、-1000 <= node.val <= 1000

题解

本题考查BFS，即宽度优先搜索。

在思路上，首先从根开始进行宽搜，每次遍历一层，且按照从左到右的顺序。然后对于每一个节点来说，左儿子指向右儿子，右儿子指向根的下一个节点的左儿子。最后，每一层的最后一个节点指向NULL。

由于宽搜每个节点仅遍历一次，遍历时指针修改的时间复杂度为O(1)，因此整体的时间复杂度为O(n)。

代码

/*
// Definition for a Node.
class Node {
public:
    int val;
    Node* left;
    Node* right;
    Node* next;

    Node() : val(0), left(NULL), right(NULL), next(NULL) {}

    Node(int _val) : val(_val), left(NULL), right(NULL), next(NULL) {}

    Node(int _val, Node* _left, Node* _right, Node* _next)
        : val(_val), left(_left), right(_right), next(_next) {}
};
*/

class Solution {
public:
    Node* connect(Node* root) {
        if(!root) return root;//节点为空，直接返回
        auto root_ = root;//最后返回的节点指针要保存
        while(root->left){//开始每层进行遍历，每次从根的左儿子开始
            for(auto p = root;p;p=p->next){
                p->left->next = p->right;
                if(p->next) p->right->next = p->next->left;
            }
            root=root->left;//更新根节点
        }
        return root_;
    }
};