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题目: 二叉树的下一个节点

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。

本题考点：

二叉树的中序遍历(LDR)，以及分情况讨论。

解题思路:

我们以上图为例进行讲解，上图二叉树的中序遍历是d,b,h,e,i,a,f,c,g。我们以这棵树为例来分析如何找出二叉树的下一个结点。

如果一个结点有右子树，那么它的下一个结点就是它的右子树的最左子结点。也就是说从右子结点出发一直沿着指向左子树结点的指针，我们就能找到它的下一个结点。例如，图中结点b的下一个结点是h，结点a的下一个结点是f。

接着我们分析一下结点没有右子树的情形。如果结点是它父结点的左子结点，那么它的下一个结点就是它的父结点。例如，途中结点d的下一个结点是b，f的下一个结点是c。

如果一个结点既没有右子树，并且它还是父结点的右子结点，这种情形就比较复杂。我们可以沿着指向父结点的指针一直向上遍历，直到找到一个是它父结点的左子结点的结点。如果这样的结点存在，那么这个结点的父结点就是我们要找的下一个结点。例如，为了找到结点g的下一个结点，我们沿着指向父结点的指针向上遍历，先到达结点c。由于结点c是父结点a的右结点，我们继续向上遍历到达结点a。由于结点a是树的根结点。它没有父结点。因此结点g没有下一个结点。

代码

C++

Python

C++:

/*
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* Node)
    {
        if (Node== NULL)
            return NULL;
        TreeLinkNode* res = NULL;
        // 当前结点有右子树，那么它的下一个结点就是它的右子树中最左子结点
        if (Node->right != NULL)
        {
            TreeLinkNode* pRight = Node->right;
            while(pRight->left!=NULL)
            {
                pRight = pRight->left;
            }
            res = pRight;
        }
        // 当前结点无右子树，则需要找到一个是它父结点的左子树结点的结点
        else if (Node->next!=NULL)
        {
            // 当前结点
            TreeLinkNode* pCur = Node;
            // 父节点
            TreeLinkNode* pNext = Node->next;
            while( pNext != NULL && pNext->right == pCur)
            {
                pCur = pNext;
                pNext = pNext->next;
            }
            res = pNext;
        }
        return res;
    }
};

Python:

# -*- coding:utf-8 -*-
# class TreeLinkNode:
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.left = None
#         self.right = None
#         self.next = None
class Solution:
    def GetNext(self, Node):
        # write code here
        if Node is None:
            return None
        res = None
        if Node.right:
            pRight = Node.right
            while pRight.left:
                pRight = pRight.left
            res = pRight
        elif Node.next:
            pCur = Node
            pNext = Node.next
            while pNext and pNext.right == pCur:
                pCur = pNext
                pNext = pNext.next
            res = pNext
        return res