剑指Offer（面试题8-1）——二叉树的下一个节点

剑指Offer（面试题8-1）

题目

给定一棵二叉树的其中一个节点，请找出中序遍历序列的下一个节点。

注意：

• 如果给定的节点是中序遍历序列的最后一个，则返回空节点;
• 二叉树一定不为空，且给定的节点一定不是空节点；

样例

假定二叉树是：[2, 1, 3, null, null, null, null]， 给出的是值等于2的节点。

则应返回值等于3的节点。

解释：该二叉树的结构如下，2的后继节点是3。
  2
 / \
1   3

思路

​ 拿到这道题，我们要先了解什么是二叉树的中序遍历，中序遍历指的是以左、根、右的顺序对二叉树进行遍历，例如中序遍历为[4, 2, 5, 1, 6, 7, 3]的二叉树，它的形状是这样的

     1
   /   \
  2     3
 / \   / 
4   5 6
       \
        7

​ 如果我们想得到某个节点在中序遍历中的下一个节点，我们就需要留意存在多少种情况，以上面的二叉树为例，有一下情况：

• 2：节点2是一个存在右子树的节点，如果一个节点存在右子树，那么它在中序遍历中的下一个节点就是node.right.left.left......left，就是它右子树的最深的左子树
• 3：节点3不存在右子树，这时我们要关注它是它父亲节点的哪一个孩子，显然3是右孩子，那就说明它的下一节点要么是它父亲的父亲，例如5，要么为null
• 4：与上一种情况相反，4虽然没有右孩子，但是它是它父亲节点的左孩子，那它的下一节点就是它的父亲节点

​ 到这里，我们可以根据这几种情况，通过代码来找到下一节点

代码

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode father;
 *     TreeNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {
    public TreeNode inorderSuccessor(TreeNode p) {
        if (p.right != null) {
            p = p.right;
            while (p.left != null) p = p.left;
            return p;
        }
        if (p.father != null && p.father.right == p) return p.right;
        else if (p.father != null && p.father.left == p) return p.father;
        else
            return p.father;
    }
}