LeetCode 117. 填充每个节点的下一个右侧节点指针 II

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117. 填充每个节点的下一个右侧节点指针 II

题目分析

这个题的普通版本其实比较好实现，利用层序遍历去保存当前层的所有节点然后再使用next指针重建链表即可。
但是有个进阶要求：使用常数级别的额外空间，这里就比较的难受了。
其实再看回题目，根节点这层的链表肯定只有一个节点，那么我们可以在第i层把第i+1层的链表先建好，然后递归到i+1层的时候可以直接拿已经建好的链表去操作i+2层。
但是要注意几种情况：

1. 当前节点左右孩子都有，那么左孩子的next指向右孩子，右孩子的next指向哪？
2. 只有左孩子。
3. 只有右孩子。

考虑到我们当前可以利用链表的机制寻找同一层的节点，那么我们可以遍历链表寻找下一个离当前孩子最近的节点，然后让当前孩子的next指向它。
所谓的最近节点：

1. 在链表中向右寻找同层节点
2. 如果左孩子不为空，返回左孩子
3. 右孩子不为空，返回右孩子
4. 都为空的话一直向右遍历，直到遇到null

当我们把当前的节点的孩子建立完链表后，我们要考虑如何去递归。
如果我们先递归左孩子，那么在递归过程中有可能右孩子的链表还没建立起来，导致无法在下一层链表中寻找到下一个离当前孩子最近的节点。
所以我们应该先递归右孩子，再递归左孩子。

代码实现

实现1

class Solution {
    public Node connect(Node root) {
        if(root == null){
            return root;
        }
        Queue<Node> queue = new LinkedList<>();
        queue.offer(root);
        while(!queue.isEmpty()){
            int length = queue.size();
            Node pre = null;
            for(int i = 0; i < length; i++){
                Node cur = queue.poll();
                if(pre != null){
                    pre.next = cur;
                }
                pre = cur;
                if(cur.left != null){
                    queue.offer(cur.left);
                }
                if(cur.right != null){
                    queue.offer(cur.right);
                }
            }
        }
        return root;
    }
}

实现2

/**
 * 补充节点的右侧指针，不是完美二叉树
 */
public class Solution {
    public Node connect(Node root) {
        if (root == null || (root.right == null && root.left == null)) {
            return root;
        }
        if (root.left != null && root.right != null) {
            root.left.next = root.right;
            root.right.next = getNextNoNullChild(root);
        }
        if (root.left == null) {
            root.right.next = getNextNoNullChild(root);
        }
        if (root.right == null) {
            root.left.next = getNextNoNullChild(root);
        }

        //这里要注意：先递归右子树，否则右子树根节点next关系没建立好，左子树到右子树子节点无法正确挂载
        root.right = connect(root.right);
        root.left = connect(root.left);

        return root;
    }

    /**
     * 一路向右找到有子节点的根节点
     */
    private static Node getNextNoNullChild(Node root) {
        while (root.next != null) {
            if (root.next.left != null) {
                return root.next.left;
            }
            if (root.next.right != null) {
                return root.next.right;
            }
            root = root.next;
        }
        return null;
    }
}