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面试题8：二叉树的下一个节点

题目要求：
给定二叉树和其中一个节点，找到中序遍历序列的下一个节点。树中的节点除了有左右孩子指针，还有一个指向父节点的指针。

数据结构与测试树：

//带有父指针的二叉树节点
class TreeNode {
    public int val;
    public TreeNode left;
    public TreeNode right;
    public TreeNode father;
    public TreeNode(int val){
        this.val = val;
        this.left = null;
        this.right = null;
        this.father = null;
    }
}
        // 测试用例使用的树
        //            1
        //          // \\
        //         2     3
        //       // \\
        //      4     5
        //    inorder : 42513

思路：
（1）如果输入的当前节点有右孩子，则它的下一个节点即为该右孩子为根节点的子树的最左边的节点，比如2->5,1->3
（2）如果输入的当前节点没有右孩子，就需要判断其与自身父节点的关系：
（2.1）如果当前节点没有父节点，那所求的下一个节点不存在，返回null.
（2.2）如果输入节点是他父节点的左孩子，那他的父节点就是所求的下一个节点,比如4->2
（2.3）如果输入节点是他父节点的右孩子，那就需要将输入节点的父节点作为新的当前节点，返回到（2）,判断新的当前节点与他自身父节点的关系,比如5->1

代码：

public class P65_NextNodeInBinaryTrees {
    public static TreeNode getNext(TreeNode pNode){
        if(pNode==null)
            return null;
        else if(pNode.right!=null){
            pNode = pNode.right;
            while(pNode.left!=null)
                pNode = pNode.left;
            return pNode;
        }
        while(pNode.father!=null){
            if(pNode.father.left==pNode)
                return pNode.father;
            pNode = pNode.father;
        }
        return null;
    }
    public static void main(String[] args){
        //            1
        //          // \\
        //         2     3
        //       // \\
        //      4     5
        //    inorder->42513
        TreeNode root = new TreeNode(1);
        root.left = new TreeNode(2);
        root.left.father = root;
        root.right = new TreeNode(3);
        root.right.father = root;
        root.left.left = new TreeNode(4);
        root.left.left.father = root.left;
        root.left.right = new TreeNode(5);
        root.left.right.father = root.left;

        System.out.println(getNext(root.left.left).val);
        System.out.println(getNext(root.left).val);
        System.out.println(getNext(root.left.right).val);
        System.out.println(getNext(root).val);
        System.out.println(getNext(root.right));
    }
}

运行结果

2
5
1
3
null