牛客题解 | 二叉树的下一个结点

import java.util.*;
public class Solution {
    ArrayList<TreeLinkNode> nodes = new ArrayList<>();
    public TreeLinkNode GetNext(TreeLinkNode pNode) {
        // 获取根节点
        TreeLinkNode root = pNode;
        while(root.next != null) root = root.next;
        
        // 中序遍历打造nodes
        InOrder(root);
        
        // 进行匹配
        int n = nodes.size();
        for(int i = 0; i < n - 1; i++) {
            TreeLinkNode cur = nodes.get(i);
            if(pNode == cur) {
                return nodes.get(i+1);
            }
        }
        return null;
    }
    
    // 中序遍历
    void InOrder(TreeLinkNode root) {
        if(root != null) {
            InOrder(root.left);
            nodes.add(root);
            InOrder(root.right);
        }
    }
}

C++实现代码：

class Solution {
public:
    vector<TreeLinkNode*> nodes;
    TreeLinkNode* GetNext(TreeLinkNode* pNode) {
        TreeLinkNode* root = pNode;
        // 获取根节点
        while(root->next) root = root->next;    
        
        // 中序遍历用nodes储存所有节点指针
        InOrder(root);                          
        int n = nodes.size();
        
        for(int i = 0; i < n - 1; i++) {
            TreeLinkNode* cur = nodes[i];
            // 将结点进行匹配       
            if(pNode == cur) {
                // 如果有匹配到给出的结点，则下一个结点即返回结果                  
                return nodes[i+1];              
            }
        }
        // 否则如果没有下一个结点则返回NULL
        return NULL;                            
    }
    // 中序遍历
    void InOrder(TreeLinkNode* root) {          
        if(root == NULL) return;
        InOrder(root->left);
        nodes.push_back(root);
        InOrder(root->right);
    }
};

python实现代码：

class Solution:
    nodes = []
    
    def GetNext(self, pNode):
        # 查找根节点
        root = pNode
        while root.next:
            root = root.next
        
        # 中序遍历打造nodes
        self.InOrder(root)
        
        # 匹配节点
        for i in range(len(self.nodes) - 1):
            cur = self.nodes[i]
            if pNode == cur:
                return self.nodes[i+1]
        return None
        
    # 中序遍历
    def InOrder(self, root):
        if root == None:
            return
        self.InOrder(root.left)
        self.nodes.append(root)
        self.InOrder(root.right)

复杂度分析：

时间复杂度： $O(N)$ ，因为遍历了树中的所有节点
空间复杂度： $O(N)$ ，因为引入了存储所有节点的空间

方法二：分类直接寻找

思路：

直接寻找分为三种情况

如果给出的结点有右子节点，则最终要返回的下一个结点即右子树的最左下的结点
如果给出的结点无右子节点，且当前结点是其父节点的左子节点，则返回其父节点
如果给出的结点无右子节点，且当前结点是其父节点的右子节点，则先要沿着左上方父节点爬树，一直爬到当前结点是其父节点的左子节点为止，返回的就是这个父节点；或者没有满足上述情况的则返回为NULL

具体做法：

step 1：判断该节点是否符合思路中第一点，则一直找到右子树的左下节点为返回值
step 2：判断该节点是否符合思路中第二点，则返回当前节点的父亲节点
step 3：判断该节点是否符合思路中第三点，则迭代向上找父节点，直到迭代的当前节点是父节点的左孩子节点为止，返回该父节点；如果不满足上述情况返回NULL

图示：

alt

Java实现代码：

import java.util.*;
public class Solution {
    public TreeLinkNode GetNext(TreeLinkNode pNode) {
        // 情况一
        if(pNode.right != null) {
            TreeLinkNode rchild = pNode.right;
            // 一直找到右子树的最左下的结点为返回值
            while(rchild.left != null) rchild = rchild.left; 
            return rchild;
        }
        
        // 情况二
        if(pNode.next != null && pNode.next.left == pNode) {
            return pNode.next;
        }
        
        // 情况三
        if(pNode.next != null) {
            TreeLinkNode ppar = pNode.next;
            // 沿着左上一直爬树，爬到当前结点是其父节点的左自己结点为止
            while(ppar.next != null && ppar.next.right == ppar) ppar = ppar.next; 
            return ppar.next;
        }
        return null;
    }
}

C++实现代码：

class Solution {
public:
    TreeLinkNode* GetNext(TreeLinkNode* pNode) {
        // 如果有右子树
        if(pNode->right) {    
            TreeLinkNode* rchild = pNode->right;
            // 一直找到右子树的最左下的结点为返回值
            while(rchild->left) rchild = rchild->left;    
            return rchild;
        }
        // 如果无右子树且当前结点是其父节点的左子结点
        if(pNode->next && pNode->next->left == pNode) {    
            // 返回当前结点的父节点
            return pNode->next;   
        }
        // 如果无右子树且当前结点是其父节点的右子节点
        if(pNode->next) {         
            TreeLinkNode* ppar = pNode->next;
            // 沿着左上一直爬树，爬到当前结点是其父节点的左自己结点为止
            while(ppar->next && ppar->next->right == ppar) ppar = ppar->next;    
            // 返回当前结点的父节点
            return ppar->next;    
        }
        return NULL;
    }
};

python实现代码：

class Solution:
    def GetNext(self, pNode):
        # 情况一
        if pNode.right:
            rchild = pNode.right
            # 一直找到右子树的最左下的结点为返回值
            while(rchild.left):                     
                rchild = rchild.left
            return rchild
        
        # 情况二
        # 如果无右子树且当前结点是其父节点的左子结点
        if pNode.next and pNode.next.left == pNode: 
            return pNode.next
        
        # 情况三
        if pNode.next:
            ppar = pNode.next
            # 沿着左上一直爬树，爬到当前结点是其父节点的左自己结点为止
            while(ppar.next and ppar.next.right == ppar): 
                ppar = ppar.next
            return ppar.next
        
        return None

复杂度分析：

时间复杂度： $O(N)$ ，最大代价是当树退化成一个只包含右子节点的链表，当给定节点是中序遍历最后一个节点时，会进入情况三的分析部分，在向左上方向一直迭代直到根节点，才会发现应该返回NULL，即无下一个节点，此时代价最大。
空间复杂度： $O(1)$ ，无额外空间的借用

posted @ 2025-02-25 16:12 wangxiaoxiao 阅读(3) 评论(0) 编辑收藏举报

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