116. 填充每个节点的下一个右侧节点指针

一、题目

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。

二、思路

第 N 层节点之间建立 next 指针后，再建立第 N+1 层节点的 next 指针。可以通过 next 指针访问同一层的所有节点，因此可以使用第 N 层的 next 指针，为第 N+1 层节点建立 next 指针。

三、代码

class Solution {
    public Node connect(Node root) {
        if (root == null) {
            return root;
        }
        
        // 从根节点开始
        Node leftmost = root;
        
        while (leftmost.left != null) {
            
            // 遍历这一层节点组织成的链表，为下一层的节点更新 next 指针
            Node head = leftmost;
            
            while (head != null) {
                
                // CONNECTION 1
                head.left.next = head.right;
                
                // CONNECTION 2
                if (head.next != null) {
                    head.right.next = head.next.left;
                }
                
                // 指针向后移动
                head = head.next;
            }
            
            // 去下一层的最左的节点
            leftmost = leftmost.left;
        }
        
        return root;
    }
}

四、分析

• 时间复杂度：O(N)，每个节点只访问一次。

• 空间复杂度：O(1)，不需要存储额外的节点。