# Definition for a Node.
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':
        head = root
 
        while head: # 當前層的頭結點
            cur = head # 當前處理層
            pre,head = None,None # 初始化頭結點和前置節點
            # 頭部節點用來標識所處的層數，和用來退出最後的迴圈
            # 前置節點的意思用來記錄當前節點上一個兄弟節點是什麼，然後用於next指向
            while cur:
                if cur.left: # 判斷左節點存在不存在
                    # 判斷前置節點存在否，這裡的意思就代表當前節點的左兒子是否為當前層第一個節點
 
                    if not pre: 
                        # 若果是的話，就定義頭部節點和前置節點。
                        pre = head = cur.left
                    else:
                        # 不是的話，就將cur.left前邊的兄弟節點與之相連，
                        pre.next = cur.left
                        # 然後前置節點右移。
                        pre = pre.next
 
                # 與上邊是同一個道理
                if cur.right:
                    if not pre :
                        pre = head = cur.right
                    else:
                        pre.next = cur.right
                        pre = pre.next
                cur = cur.next
        return root