如何找到树中的下一个节点？

Question

问题是这样的：

我们有一个使用类 Node 构建的树，其中类的实例表示树中的一个节点。为简单起见，该节点具有一个 int 类型的单个数据字段。 您的任务是编写扩展方法 NodeExtensions.Next() 来查找树中的下一个元素。您可以编写任意数量的辅助方法，但不要更改扩展方法 NodeExtensions.Next() 的签名。

我有这个 Node 类：

public class Node
{
    private List<Node> _children;

    public Node(int data, params Node[] nodes)
    {
        Data = data;
        AddRange(nodes);
    }

    public Node Parent { get; set; }

    public IEnumerable<Node> Children
    {
        get
        {
            return _children != null
                ? _children
                : Enumerable.Empty<Node>();
        }
    }

    public int Data { get; private set; }

    public void Add(Node node)
    {
        Debug.Assert(node.Parent == null);

        if (_children == null)
        {
            _children = new List<Node>();
        }

        _children.Add(node);
        node.Parent = this;
    }

    public void AddRange(IEnumerable<Node> nodes)
    {
        foreach (var node in nodes)
        {
            Add(node);
        }
    }

    public override string ToString()
    {
        return Data.ToString();
    }
}

解决办法应该是这样的扩展方法

      public static Node Next(this Node node)
    {

    }

我试过的代码：

  public static Node Next(this Node node)
    {
        var newNode = NextLargerElement(node, node.Data);

        return newNode;
    }

    public static Node res;
    public static Node NextLargerElementUtil(Node root, int x) 
    {
        if (root == null)
            return null;

        if (root.Data > x)
            if ((res == null || (res).Data > root.Data))
                res = root;

        foreach (var children in root.Children)
        {
            NextLargerElementUtil(children, x);
        }

        return res;
    }

    static Node NextLargerElement(Node root, int x)
    {
        res = null;

        NextLargerElementUtil(root, x);

        return res;
 }   

这是一个测试用例：

    [Test]
    public void Test()
    {
        // Test tree:
        // 
        // 1
        // +-2
        //   +-3
        //   +-4
        // +-5
        //   +-6
        //   +-7
        //
        var root = new Node(
            1,
            new Node(
                2,
                new Node(3),
                new Node(4)),
            new Node(
                5,
                new Node(6),
                new Node(7)));

        // Expected output:
        //
        // 1
        // 2
        // 3
        // 4
        // 5
        // 6
        // 7
        //
        var n = root;
        while (n != null)
        {
            Console.WriteLine(n.Data);
            n = n.Next();
        }

        // Test
        //
        n = root;
        Assert.AreEqual(1, n.Data);
        n = n.Next();
        Assert.AreEqual(2, n.Data);
        n = n.Next();
        Assert.AreEqual(3, n.Data);
        n = n.Next();
        Assert.AreEqual(4, n.Data);
        n = n.Next();
        Assert.AreEqual(5, n.Data);
        n = n.Next();
        Assert.AreEqual(6, n.Data);
        n = n.Next();
        Assert.AreEqual(7, n.Data);
        n = n.Next();
        Assert.IsNull(n);
    }

Answer 1

您可以使用Equals 回溯当前节点在树中的位置，并返回其父节点的下一个子节点（如果有），如果没有则需要回溯当前节点父节点位置，依此类推：

public static Node Next(this Node node)
{
    if(node.Children != null && node.Children.Any())
    {
        return node.Children.First();
    }
    
    // "backtracking", also can be done recursively
    var parent = node.Parent;
    while(parent != null)
    {
        var returnNext = false; // return next element in Children if current is node
        foreach (var element in parent.Children)
        {
            if(returnNext)
            {
                return element;
            }
            
            if(element == node)
            {
                returnNext = true;
                node = parent; // to find parent's position if there is no next child
            }
        }
        parent = parent.Parent;
    }
    
    return null;
}