使用恒定的额外空间连接同一级别的节点

在树的遍历过程中，我们需要在各个节点之间建立连接，有多种方法可以实现这个目标。其中一种方法是使用恒定的额外空间来连接同一级别的节点。

思路

我们可以使用两个指针，一个指向当前层级的第一个节点，另一个指向当前节点的前一个节点。在遍历当前节点的子节点时，我们可以使用第二个指针来维护它的前驱节点，然后将前驱节点的 next 指针指向当前节点。

代码实现

下面是一个示例代码，用于将二叉树的每个节点连接到它的右侧节点。这个算法使用了恒定的额外空间来连接同一级别的节点。

class Node:
    def __init__(self, val: int = 0, left: 'Node' = None, right: 'Node' = None, next: 'Node' = None):
        self.val = val
        self.left = left
        self.right = right
        self.next = next

class Solution:
    def connect(self, root: 'Node') -> 'Node':
        if not root:
            return root

        leftmost = root
        while leftmost.left:
            head = leftmost
            while head:
                head.left.next = head.right
                if head.next:
                    head.right.next = head.next.left
                head = head.next
            leftmost = leftmost.left

        return root

性能分析

这个算法的时间复杂度为 $O(N)$，因为它需要遍历整个树来链接节点。此外，由于我们使用了恒定的额外空间来存储两个指针，所以空间复杂度为 $O(1)$，这意味着我们没有使用任何额外的数据结构来存储临时变量。