#数据结构与算法学习笔记#剑指Offer55:二叉树的下一个结点(Java、C/C++)

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2019.2.24     《剑指Offer》从零单刷个人笔记整理(66题全)目录传送门​​​​​​​

这道题很直接的方法是先获得根节点,然后从根节点开始进行一次中序遍历,直到进行到目标结点时停止,返回目标结点。

但是仍然有取巧的方法,那就是要发现中序遍历的规律:

1.如果当前结点有右子树,则下一结点为该结点右子树的最左结点(中序遍历中当前结点的左子树肯定已经全部被遍历)

2.如果当前结点没有右子树,则下一结点为使得当前结点所在子树为左子树的父节点(如果没有,则该结点已经是中序遍历的最后一个结点)

随手画一个深度为3的完全二叉树按中序遍历的路径描一遍就知道了。


题目描述

给定一个二叉树和其中的一个结点,请找出中序遍历顺序的下一个结点并且返回。注意,树中的结点不仅包含左右子结点,同时包含指向父结点的指针。


Java实现:

/**
 * 
 * @author ChopinXBP
 * 给定一个二叉树和其中的一个结点,请找出中序遍历顺序的下一个结点并且返回。注意,树中的结点不仅包含左右子结点,同时包含指向父结点的指针。
 *
 */

import java.util.ArrayList;

public class GetNext_56 {
	
	public static class TreeLinkNode {
	    int val;
	    TreeLinkNode left = null;
	    TreeLinkNode right = null;
	    TreeLinkNode next = null;

	    TreeLinkNode(int val) {
	        this.val = val;
	    }
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		TreeLinkNode root1 = new TreeLinkNode(1);
		TreeLinkNode root2 = new TreeLinkNode(2);
		TreeLinkNode root3 = new TreeLinkNode(3);
		TreeLinkNode root4 = new TreeLinkNode(4);
		TreeLinkNode root5 = new TreeLinkNode(5);
		TreeLinkNode root6 = new TreeLinkNode(6);
		root1.left = root2;
		root1.right = root3;
		root2.next = root1;
		root3.next = root1;
		root2.left = root4;
		root2.right = root5;
		root4.next = root2;
		root5.next = root2;
		root3.left = root6;
		root6.next = root3;
		System.out.println(GetNext(root1).val);
	}

	//方法一:从根节点开始进行一次剪枝中序遍历
	private static int loc;		//全局变量用于记录结果位置	
    public static TreeLinkNode GetNext(TreeLinkNode pNode)
    {
        if(pNode == null)return null;
        
        //回到根节点
        TreeLinkNode root = pNode;
        while(root.next != null) {
        	root = root.next;
        }
        
        ArrayList<TreeLinkNode> tree = new ArrayList<>();
        loc = -2;
        SetList(root, tree, pNode);
        
        if(loc < tree.size()) {
        	return tree.get(loc);
        }else {
        	return null;
        }
    }
    
    public static void SetList(TreeLinkNode p, ArrayList<TreeLinkNode> tree, TreeLinkNode pNode) {
    	//剪枝
    	if(loc == tree.size() - 1) return;
    	
    	if(p.left != null) {
    		SetList(p.left, tree, pNode);
    	}
    	tree.add(p);
    	if(p == pNode) {
    		loc = tree.size();
    	}
    	if(p.right != null) {
    		SetList(p.right, tree, pNode);
    	}
    }
    
    //方法二:利用规律
    public static TreeLinkNode GetNext2(TreeLinkNode pNode)
    {
        if(pNode == null)return null;
        //如果当前结点有右子树,则下一结点为该结点右子树的最左结点(中序遍历中当前结点的左子树肯定已经全部被遍历)
        if(pNode.right != null) {
        	pNode = pNode.right;
        	while(pNode.left != null) {
        		pNode = pNode.left;
        	}
        	return pNode;
        }
        //如果当前结点没有右子树,则下一结点为使得当前结点所在子树为左子树的父节点(如果没有,则该结点已经是中序遍历的最后一个结点)
        while(pNode.next != null) {
        	if(pNode.next.left == pNode) {
        		return pNode.next;
        	}
        	pNode = pNode.next;
        }
        
        return null;
    }
}

C++实现示例: 

/*
struct TreeLinkNode {
    int val;
    struct TreeLinkNode *left;
    struct TreeLinkNode *right;
    struct TreeLinkNode *next;
    TreeLinkNode(int x) :val(x), left(NULL), right(NULL), next(NULL) {
         
    }
};
*/
class Solution {
public:
    TreeLinkNode* GetNext(TreeLinkNode* pNode)
    {
       if(pNode == nullptr){
            return nullptr;
        }
        TreeLinkNode* next = nullptr;
        //先右子节点的左子节点遍历
        if(pNode->right != nullptr){
            TreeLinkNode* rightNode  = pNode->right;
            while(rightNode->left != nullptr){
                rightNode = rightNode->left;
            }
            next = rightNode;
        }
            //向父结点遍历
        else if(pNode->next != nullptr){
            TreeLinkNode* parentNode = pNode->next;
            TreeLinkNode* currentNode = pNode;
            while(parentNode != nullptr  && currentNode == parentNode->right){
                currentNode = parentNode;
                parentNode = parentNode->next;
            }
            next = parentNode;
        }
        return next;
    }
};

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