题目形容

这是 LeetCode 上的 919. 齐全二叉树插入器 ，难度为 中等。

Tag : 「模仿」、「BFS」、「树的遍历」

齐全二叉树 是每一层（除最初一层外）都是齐全填充（即，节点数达到最大）的，并且所有的节点都尽可能地集中在左侧。

设计一种算法，将一个新节点插入到一个残缺的二叉树中，并在插入后放弃其残缺。

实现 CBTInserter 类:

  • CBTInserter(TreeNode root) 应用头节点为 root 的给定树初始化该数据结构；
  • CBTInserter.insert(int v)  向树中插入一个值为 Node.val == val 的新节点 TreeNode。使树放弃齐全二叉树的状态，并返回插入节点 TreeNode 的父节点的值
  • CBTInserter.get_root() 将返回树的头节点。

示例 1：

输出["CBTInserter", "insert", "insert", "get_root"][[[1, 2]], [3], [4], []]输入[null, 1, 2, [1, 2, 3, 4]]解释CBTInserter cBTInserter = new CBTInserter([1, 2]);cBTInserter.insert(3);  // 返回 1cBTInserter.insert(4);  // 返回 2cBTInserter.get_root(); // 返回 [1, 2, 3, 4]

提醒：

  • 树中节点数量范畴为 $[1, 1000]$
  • $0 <= Node.val <= 5000$
  • root 是齐全二叉树
  • $0 <= val <= 5000 $
  • 每个测试用例最多调用 insert 和 get_root 操作 $10^4$ 次

BFS

起始应用数组对构造函数传入的 root 进行 BFS 层序遍历（因为仍要保留层序遍历程序，因而应用下标指针 cur 来模拟出队地位）。

对于 insert 操作而言，咱们要在数组（层序遍历程序）中找到首个「存在左右空子节点」的父节点 fa，因为找到 fa 节点的过程数组下标枯燥递增，因而能够应用全局变量 idx 一直往后搜寻，每次将新节点 node 增加到以后树后，须要将 node 增加到数组尾部。

get_root 操作则始终返回数组首位元素即可。

Java 代码：

class CBTInserter {    List<TreeNode> list = new ArrayList<>();    int idx = 0;    public CBTInserter(TreeNode root) {        list.add(root);        int cur = 0;        while (cur < list.size()) {            TreeNode node = list.get(cur);            if (node.left != null) list.add(node.left);            if (node.right != null) list.add(node.right);            cur++;        }    }    public int insert(int val) {        TreeNode node = new TreeNode(val);        while (list.get(idx).left != null && list.get(idx).right != null) idx++;        TreeNode fa = list.get(idx);        if (fa.left == null) fa.left = node;        else if (fa.right == null) fa.right = node;        list.add(node);        return fa.val;    }    public TreeNode get_root() {        return list.get(0);    }}

TypeScript 代码：

class CBTInserter {    list: TreeNode[] = new Array<TreeNode>()    idx: number = 0    constructor(root: TreeNode | null) {        this.list.push(root)        let cur = 0        while (cur < this.list.length) {            const node = this.list[cur]            if (node.left != null) this.list.push(node.left)            if (node.right != null) this.list.push(node.right)            cur++        }    }    insert(val: number): number {        const node = new TreeNode(val)        while (this.list[this.idx].left != null && this.list[this.idx].right != null) this.idx++        const fa = this.list[this.idx]        if (fa.left == null) fa.left = node        else if (fa.right == null) fa.right = node        this.list.push(node)        return fa.val    }    get_root(): TreeNode | null {        return this.list[0]    }}
  • 工夫复杂度：$O(n)$
  • 空间复杂度：$O(n)$

最初

这是咱们「刷穿 LeetCode」系列文章的第 No.919 篇，系列开始于 2021/01/01，截止于起始日 LeetCode 上共有 1916 道题目，局部是有锁题，咱们将先把所有不带锁的题目刷完。

在这个系列文章外面，除了解说解题思路以外，还会尽可能给出最为简洁的代码。如果波及通解还会相应的代码模板。

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