Given a binary search tree and a node in it, find the in-order successor of that node in the BST.

Note: If the given node has no in-order successor in the tree, return null.

這道題讓我們求二叉搜尋樹的某個節點的中序後繼節點，那麼我們根據BST的性質知道其中序遍歷的結果是有序的， 是我最先用的方法是用迭代的中序遍歷方法，然後用一個bool型的變數b，初始化為false，我們進行中序遍歷，對於遍歷到的節點，我們首先看如果此時b已經為true，說明之前遍歷到了p，那麼此時我們返回當前節點，如果b仍為false，我們看遍歷到的節點和p是否相同，如果相同，我們此時將b賦為true，那麼下一個遍歷到的節點就能返回了，參見程式碼如下：

解法一：

class Solution {
public:
    TreeNode* inorderSuccessor(TreeNode* root, TreeNode* p) {
        stack<TreeNode*> s;
        bool b = false;
        TreeNode *t = root;
        while (t || !s.empty()) {
            while (t) {
                s.push(t);
                t = t->left;
            }
            t 
 
= s.top(); s.pop();
            if (b) return t;
            if (t == p) b = true;
            t = t->right;
        }
        return NULL;
    }
};

下面這種方法是用的中序遍歷的遞迴寫法，我們需要兩個全域性變數pre和suc，分別用來記錄祖先節點和後繼節點，我們初始化將他們都賦為NULL，然後在進行遞迴中序遍歷時，對於遍歷到的節點，我們首先看pre和p是否相同，如果相同，則suc賦為當前節點，然後將pre賦為root，那麼在遍歷下一個節點時，pre就起到記錄上一個節點的作用，參見程式碼如下：

解法二：

class Solution {
public:
    TreeNode* inorderSuccessor(TreeNode* root, TreeNode* p) {
        if (!p) return NULL;
        inorder(root, p);
        return suc;
    }
    void inorder(TreeNode *root, TreeNode *p) {
        if (!root) return;
        inorder(root->left, p);
        if (pre == p) suc = root;
        pre = root;
        inorder(root->right, p);
    }
private:
    TreeNode *pre = NULL, *suc = NULL;
};

再來看一種更簡單的方法，這種方法充分地利用到了BST的性質，我們首先看根節點值和p節點值的大小，如果根節點值大，說明p節點肯定在左子樹中，那麼此時我們先將res賦為root，然後root移到其左子節點，迴圈的條件是root存在，我們再比較此時root值和p節點值的大小，如果還是root值大，我們重複上面的操作，如果p節點值，那麼我們將root移到其右子節點，這樣當root為空時，res指向的就是p的後繼節點，參見程式碼如下：

解法三：

class Solution {
public:
    TreeNode* inorderSuccessor(TreeNode* root, TreeNode* p) {
        TreeNode *res = NULL;
        while (root) {
            if (root->val > p->val) {
                res = root;
                root = root->left;
            } else root = root->right;
        }
        return res;
    }
};

上面那種方法也可以寫成遞迴形式，寫法也比較簡潔，但是需要把思路理清，當根節點值小於等於p節點值，說明p的後繼節點一定在右子樹中，所以對右子節點遞迴呼叫此函式，如果根節點值大於p節點值，那麼有可能根節點就是p的後繼節點，或者左子樹中的某個節點是p的後繼節點，所以先對左子節點遞迴呼叫此函式，如果返回空，說明根節點是後繼節點，返回即可，如果不為空，則將那個節點返回，參見程式碼如下：

解法四:

class Solution {
public:
    TreeNode* inorderSuccessor(TreeNode* root, TreeNode* p) {
        if (!root) return NULL;
        if (root->val <= p->val) {
            return inorderSuccessor(root->right, p);
        } else {
            TreeNode *left = inorderSuccessor(root->left, p);
            return left ? left : root;
        }
    }
};

類似題目：

參考資料：