Leetcode [226] 翻转二叉树 & [116] 填充每个节点的下一个右侧节点指针 & [114] 二叉树展开为链表

/*
 * @lc app=leetcode.cn id=226 lang=cpp
 *
 * [226] 翻转二叉树
 *
 * https://leetcode-cn.com/problems/invert-binary-tree/description/
 *
 * algorithms
 * Easy (78.27%)
 * Likes:    875
 * Dislikes: 0
 * Total Accepted:    243.6K
 * Total Submissions: 310.5K
 * Testcase Example:  '[4,2,7,1,3,6,9]'
 *
 * 翻转一棵二叉树。
 * 
 * 示例：
 * 
 * 输入：
 * 
 * ⁠    4
 * ⁠  /   
 * ⁠ 2     7
 * ⁠/    / 
 * 1   3 6   9
 * 
 * 输出：
 * 
 * ⁠    4
 * ⁠  /   
 * ⁠ 7     2
 * ⁠/    / 
 * 9   6 3   1
 * 
 * 备注:
 * 这个问题是受到 Max Howell 的 原问题 启发的 ：
 * 
 * 谷歌：我们90％的工程师使用您编写的软件(Homebrew)，但是您却无法在面试时在白板上写出翻转二叉树这道题，这太糟糕了。
 * 
 */

// @lc code=start
/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
 * };
 */

思路：

• 手把手带你刷二叉树（第一期）

只要把二叉树上的每一个节点的左右子节点进行交换，最后的结果就是完全翻转之后的二叉树

class Solution {
public:
    TreeNode* invertTree(TreeNode* root) {
        if(root==NULL) return NULL;
        TreeNode* tmp=root->left;
        root->left=root->right;
        root->right=tmp;
        invertTree(root->left);
        invertTree(root->right);
        return root;
    }
};

116

/*
 * @lc app=leetcode.cn id=116 lang=cpp
 *
 * [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/description/
 *
 * algorithms
 * Medium (69.34%)
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 * Total Accepted:    121.4K
 * Total Submissions: 174.4K
 * Testcase Example:  '[1,2,3,4,5,6,7]'
 *
 * 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：
 * 
 * 
 * 你只能使用常量级额外空间。
 * 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：
 * 
 * 
 * 
 * 
 * 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：
 * 
 * 
 * 树中节点的数量少于 4096
 * -1000 
 * 
 * 
 */

// @lc code=start
/*
// 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) {}
};
*/

思路：

二叉树的问题难点在于，如何把题目的要求细化成每个节点需要做的事情，但是如果只依赖一个节点的话，肯定是没办法连接「跨父节点」的两个相邻节点的。

那么，我们的做法就是增加函数参数，一个节点做不到，我们就给他安排两个节点，「将每一层二叉树节点连接起来」可以细化成「将每两个相邻节点都连接起来」

class Solution {
public:
    Node* connect(Node* root) {
        if(root==NULL) return NULL;
        connect2(root->left, root->right);
        return root;
    }
    void connect2(Node* left, Node* right){
        if(left==NULL||right==NULL)
            return;
        left->next=right;
        connect2(left->left, left->right);
        connect2(right->left, right->right);
        connect2(left->right, right->left);
    }
};

[114] 二叉树展开为链表

 

/*
 * @lc app=leetcode.cn id=114 lang=cpp
 *
 * [114] 二叉树展开为链表
 *
 * https://leetcode-cn.com/problems/flatten-binary-tree-to-linked-list/description/
 *
 * algorithms
 * Medium (72.11%)
 * Likes:    816
 * Dislikes: 0
 * Total Accepted:    141.5K
 * Total Submissions: 195.6K
 * Testcase Example:  '[1,2,5,3,4,null,6]'
 *
 * 给你二叉树的根结点 root ，请你将它展开为一个单链表：
 * 
 * 
 * 展开后的单链表应该同样使用 TreeNode ，其中 right 子指针指向链表中下一个结点，而左子指针始终为 null 。
 * 展开后的单链表应该与二叉树 先序遍历 顺序相同。
 * 
 * 
 * 
 * 
 * 示例 1：
 * 
 * 
 * 输入：root = [1,2,5,3,4,null,6]
 * 输出：[1,null,2,null,3,null,4,null,5,null,6]
 * 
 * 
 * 示例 2：
 * 
 * 
 * 输入：root = []
 * 输出：[]
 * 
 * 
 * 示例 3：
 * 
 * 
 * 输入：root = [0]
 * 输出：[0]
 * 
 * 
 * 
 * 
 * 提示：
 * 
 * 
 * 树中结点数在范围 [0, 2000] 内
 * -100 
 * 
 * 
 * 
 * 
 * 进阶：你可以使用原地算法（O(1) 额外空间）展开这棵树吗？
 * 
 */

// @lc code=start
/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
 * };
 */

思路：

1、将root的左子树和右子树拉平。

2、将root的右子树接到左子树下方，然后将整个左子树作为右子树。

class Solution {
public:
    void flatten(TreeNode* root) {
        if(root==NULL) return;
        flatten(root->left);
        flatten(root->right);
        TreeNode* left=root->left;
        TreeNode* right=root->right;
        root->left=NULL;
        root->right=left;
        TreeNode* tmp=root;
        while(tmp->right!=NULL)
            tmp=tmp->right;
        tmp->right=right;

    }
};