剑指offer 二叉树的下一个结点（C++）

原创

wx63a03d571f3d9 2022-12-19 18:39:34 博主文章分类：剑指offer ©著作权

文章标签 二叉树数据结构结点中序遍历 文章分类 虚拟化云计算

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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。

解题思路

定义一个寻找根结点的函数，找到根结点，如果pNode本身为根结点，直接返回。
定义一个中序遍历函数，并用vector容器存储二叉树中序遍历序列。
找到容器中和pNode匹配的结点，返回结点的下一个结点即可。结点为空返回空，pNode在vector中的最后一个位置返回空。

代码实现

/*
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* FindpRoot(TreeLinkNode* pNode) // 寻找pNode所在二叉树的根结点
    {
        if(pNode == NULL) // 结点为空  返回NULL
            return NULL;
        if(pNode->next == NULL) // pNode为根结点直接返回该结点
            return pNode;
        TreeLinkNode* pRoot = pNode->next;
        for( ;pRoot->next; pRoot = pRoot->next);
        return pRoot;
    }
    
    void InOrderBiTree(TreeLinkNode* pRoot, vector<TreeLinkNode*> &vpNode) // 中序遍历二叉树
    {
        if(pRoot)
        {
            if(pRoot->left)
                InOrderBiTree(pRoot->left, vpNode);
            vpNode.push_back(pRoot);
            if(pRoot->right)
                InOrderBiTree(pRoot->right, vpNode);
        }
    }
    
    TreeLinkNode* FindNextNode(TreeLinkNode* pNode, vector<TreeLinkNode*> &vpNode)
    {
        if(pNode == NULL) // 结点为空返回空
            return NULL;
        if(vpNode.empty()) // 容器为空 返回空
            return NULL;
        vector<TreeLinkNode*>::iterator iter = vpNode.begin();
        for(; iter != vpNode.end(); iter++)
        {
            if(*iter == pNode)
                break;
        }
        if((++iter) == vpNode.end()) // pNode为最后一个结点 返回空
            return NULL;
        return *iter; // 返回pNode的下一个结点指针
    }
    
    TreeLinkNode* GetNext(TreeLinkNode* pNode)
    {
        if(pNode == NULL)
            return NULL;
        TreeLinkNode* pRoot = FindpRoot(pNode);
        vector<TreeLinkNode*> vpNode;
        InOrderBiTree(pRoot, vpNode);
        
        return FindNextNode(pNode, vpNode);
    }
};

毕竟是C++，还是多用一些泛型算法比较好，比如上述代码部分的：

for(; iter != vpNode.end(); iter++)
{
    if(*iter == pNode)
        break;
}

可以改成如下形式：

iter = find(vpNode.begin(), vpNode.end(), pNode);

尽量多的使用泛型编程，要逐渐适应C到C++的转变。

主函数部分

又在VS2013上实现了一遍

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <iostream>
#include<vector>
using namespace std;

struct TreeLinkNode {
  int val;
  struct TreeLinkNode *left;
  struct TreeLinkNode *right;
  struct TreeLinkNode *next;
  TreeLinkNode(int x) :val(x), left(NULL), right(NULL), next(NULL) {

  }
};

TreeLinkNode* CreateTree() // 创建这种二叉树
{
  TreeLinkNode* root = new TreeLinkNode(5); // 注意new的用法 初始化后必须赋值
  root->next = NULL;
  TreeLinkNode* left1 = new TreeLinkNode(3);
  left1->next = root;
  TreeLinkNode* right1 = new TreeLinkNode(7);
  right1->next = root;
  root->left = left1; // 赋值问题 老是出错
  root->right = right1;
  TreeLinkNode* left2 = new TreeLinkNode(2);
  TreeLinkNode* right2 = new TreeLinkNode(4);
  left1->left = left2;
  left2->next = left1;
  left1->right = right2;
  right2->next = left1;
  TreeLinkNode* left3 = new TreeLinkNode(6);
  TreeLinkNode* right3 = new TreeLinkNode(8);
  right1->left = left3;
  left3->next = right1;
  right1->right = right3;
  right3->next = right1;
  return root;
}

void printBiTree(vector<TreeLinkNode*> &vpNode) // 打印数组
{
  if (vpNode.empty())
  {
    return;
  }
  vector<TreeLinkNode*>::iterator iter = vpNode.begin();
  for (; iter != vpNode.end(); iter++)
  {
    cout << (*iter)->val << " ";
  }
  cout << endl;
}

TreeLinkNode* FindpRoot(TreeLinkNode* pNode) // 返回该结点所在树的根结点
{
  if (pNode == NULL)
    return NULL;
  if (pNode->next == NULL)
  {
    return pNode;
  }
  TreeLinkNode* pRoot = pNode->next;
  for (; pRoot->next; pRoot = pRoot->next);
  return pRoot;
}

void InOrderBiTree(TreeLinkNode* pRoot, vector<TreeLinkNode*> &vpNode) // 中序遍历二叉树 结果存在vector容器中
{
  if (pRoot)
  {
    if (pRoot->left)
      InOrderBiTree(pRoot->left, vpNode);
    vpNode.push_back(pRoot);
    if (pRoot->right)
      InOrderBiTree(pRoot->right, vpNode);
  }
}

TreeLinkNode* FindNextNode(TreeLinkNode* pNode, vector<TreeLinkNode*> &vpNode)
{
  if (pNode == NULL)
    return NULL;
  if (vpNode.empty())
    return NULL;
  vector<TreeLinkNode*>::iterator iter = vpNode.begin();
  for (; iter != vpNode.end(); iter++)
  {
    if (*iter == pNode)
      break;
  }
  if ((++iter) == vpNode.end())
    return NULL;
  return *iter;
}

TreeLinkNode* GetNext(TreeLinkNode* pNode)
{
  if (pNode == NULL)
    return NULL;
  TreeLinkNode* pRoot = FindpRoot(pNode);
  vector<TreeLinkNode*> vpNode;
  InOrderBiTree(pRoot, vpNode);

  return FindNextNode(pNode, vpNode);
}

void main()
{
  TreeLinkNode* pRoot = CreateTree();
  vector<TreeLinkNode*> v;
  InOrderBiTree(pRoot, v);
  printBiTree(v); // 2 3 4 5 6 7 8
  TreeLinkNode* pNode = pRoot->right->right; // 注意这里是可以改变的
  if (GetNext(pNode) == NULL)
  {
    cout << "我是空，没有指向的值！" << endl;
  }
  else
  {
    cout << GetNext(pNode)->val << endl;
  }
  
  system("pause");
  return;
}
/*  当输入的结点是8时，
2 3 4 5 6 7 8
我是空，没有指向的值！
请按任意键继续. . .
*/
/* 当输入结点为5时
2 3 4 5 6 7 8
6
请按任意键继续. . .
*/