赋能下一代编程：LeetCode 117 填入右侧指针

前端

2023-12-29 00:31:14

二叉树探索：深入剖析填充右侧指针算法

前言：探索二叉树的内部结构

在计算机科学领域，二叉树是一种至关重要的非线性数据结构。它由节点和边构成，每个节点最多有两个子节点（称为左子节点和右子节点）。二叉树广泛应用于表示分层数据，例如文件系统或家谱。

LeetCode 117：填充右侧指针

LeetCode 117 问题要求我们在给定的二叉树中为每个节点添加一个“next”指针，该指针指向其在同一层级中的下一个右侧节点。如果没有右侧节点，则 next 指针应指向 null。

深度优先搜索 (DFS) 算法

为了解决这个问题，我们可以使用深度优先搜索 (DFS) 算法。DFS 是一种遍历算法，它沿着树的深度优先进行探索，直至达到叶节点。在 DFS 中，我们首先访问当前节点，然后递归地访问其左子节点和右子节点。

DFS 算法的步骤：

初始化： 将当前节点 root 设为树的根节点。
遍历左子树： 使用 DFS 递归地遍历 root 的左子树。
更新 next 指针： 当我们从左子树返回时，将 root 的 next 指针指向其右子节点。
如果没有右子节点，则将 next 指针指向 null。
遍历右子树： 使用 DFS 递归地遍历 root 的右子树。
更新 next 指针： 当我们从右子树返回时，将 root 的 next 指针指向其父节点的 next 指针的右子节点。
如果没有父节点，则将 next 指针指向 null。

代码实现：

def connect(root):
    if not root:
        return root

    level_start = root

    while level_start:
        current = level_start

        while current:
            # 连接当前节点的左子节点和右子节点
            if current.left:
                current.left.next = current.right

            # 如果当前节点有右子节点，且当前节点不是父节点的最后一个节点，则连接当前节点的右子节点和父节点的下一个右侧节点的左子节点
            if current.right and current.next:
                current.right.next = current.next.left

            # 移动到下一个节点
            current = current.next

        # 移动到下一层
        level_start = level_start.left

    return root