二叉树的下一个结点

描述

给定一个二叉树其中的一个结点，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next指针。下图为一棵有9个节点的二叉树。树中从父节点指向子节点的指针用实线表示，从子节点指向父节点的用虚线表示

示例:

输入:{8,6,10,5,7,9,11},8

返回:9

解析:这个组装传入的子树根节点，其实就是整颗树，中序遍历{5,6,7,8,9,10,11}，根节点8的下一个节点就是9，应该返回{9,10,11}，后台只打印子树的下一个节点，所以只会打印9，如下图，其实都有指向左右孩子的指针，还有指向父节点的指针，下图没有画出来

数据范围：节点数满足 $1\le n\le 50$ ，节点上的值满足 $1≤val≤100 $

要求：空间复杂度 $O(1)$ ，时间复杂度 $O(n) $

输入描述：

输入分为2段，第一段是整体的二叉树，第二段是给定二叉树节点的值，后台会将这2个参数组装为一个二叉树局部的子树传入到函数GetNext里面，用户得到的输入只有一个子树根节点

返回值描述：

返回传入的子树根节点的下一个节点，后台会打印输出这个节点

示例1

输入：

{8,6,10,5,7,9,11},8

返回值：

9

示例2

输入：

{8,6,10,5,7,9,11},6

返回值：

7

示例3

输入：

{1,2,#,#,3,#,4},4

返回值：

1

示例4

输入：

{5},5

返回值：

"null"

说明：

不存在，后台打印"null" 

思路

[参考](二叉树的下一个结点_牛客题霸_牛客网 (nowcoder.com))

以该二叉树为例，中序遍历为：{D,B,H,E,I,A,F,C,G}

仔细观察，可以把中序下一结点归为几种类型：

1. 有右子树，下一结点是右子树中的最左结点，例如 B，下一结点是 H
2. 无右子树，且结点是该结点父结点的左子树，则下一结点是该结点的父结点，例如 H，下一结点是 E
3. 无右子树，且结点是该结点父结点的右子树，则我们一直沿着父结点追朔，直到找到某个结点是其父结点的左子树，如果存在这样的结点，那么这个结点的父结点就是我们要找的下一结点。例如 I，下一结点是 A；例如 G，并没有符合情况的结点，所以 G 没有下一结点

完整代码

public TreeLinkNode GetNext(TreeLinkNode pNode) {
    if (pNode.right != null) {
        TreeLinkNode rpNode = pNode.right;
        while (rpNode.left != null) {
            rpNode = rpNode.left;
        }
        return rpNode;
    }
    if (pNode.next != null && pNode == pNode.next.left) {
        return pNode.next;
    }
    if (pNode.next != null) {
        TreeLinkNode pNext = pNode.next;
        while (pNext.next != null && pNext == pNext.next.right) {
            pNext = pNext.next;
        }
        return pNext.next;
    }
    return null;
}