Java实习修炼：力扣第116题之填充每个节点的下一个右侧指针

摘要

LeetCode第116题要求填充每个节点的下一个右侧指针，并指向其下一个右侧节点。本题考察了二叉树的遍历和指针操作。本文将介绍如何使用Java语言解决这个问题，并提供详细的代码实现。

1. 问题描述

给定一个完美二叉树，节点数量为m，你需要从头开始填充它的所有下一个右侧指针，直到末尾，使其变成一个斜向链表。

2. 示例分析

输入：{"$id":"1", "left":{"$id":"2", "left":{}, "right":{}}, "right":{"$id":"3", "left":{}, "right":{}}}
输出：{"$id":"1", "next":{"$id":"2"}, "left":{"$id":"2", "next":{"$id":"3", "left":{}, "right":{}}}, "right":{}}, "right":{"$id":"3", "next":{}}}

3. 算法设计

本题可以使用层序遍历的方法，利用队列来实现。在每次遍历到同一层的最后一个节点时，将其下一个节点指向下一层的第一个节点。

4. Java代码实现

public class Solution {
    public Node connect(Node root) {
        if (root == null) return root;
        Queue<Node> queue = new LinkedList<>();
        queue.offer(root);
        while (!queue.isEmpty()) {
            int size = queue.size();
            for (int i = 0; i < size; i++) {
                Node current = queue.poll();
                if (i < size - 1) {
                    current.next = queue.peek();
                }
                if (current.left != null) {
                    queue.offer(current.left);
                }
                if (current.right != null) {
                    queue.offer(current.right);
                }
            }
        }
        return root;
    }
}

class Node {
    public int val;
    public Node left;
    public Node right;
    public Node next;

    public Node() {}

    public Node(int _val) {
        val = _val;
    }

    public Node(int _val, Node _left, Node _right, Node _next) {
        val = _val;
        left = _left;
        right = _right;
        next = _next;
    }
}

5. 代码解析

定义了一个Node类，用来表示二叉树的节点，包含值、左右子节点以及指向右侧节点的指针。
connect方法实现了填充右侧指针的功能。
使用一个队列来实现层序遍历。
在每一层的节点处理完后，将当前节点的next指针指向下一个节点。
如果当前节点是该层的最后一个节点，则不设置next指针。

6. 测试验证

使用LeetCode平台或其他测试工具对提供的代码进行测试，确保算法的正确性。

7. 总结

LeetCode第116题是一个典型的树的遍历问题，通过使用层序遍历的方法，可以高效地填充每个节点的下一个右侧指针。掌握树的遍历技巧对于解决类似问题至关重要。