【leetcode】往完全二叉树添加节点

一、题目描述

完全二叉树是每一层（除最后一层外）都是完全填充（即，节点数达到最大，第 n 层有 2^n-1 个节点）的，并且所有的节点都尽可能地集中在左侧。

设计一个用完全二叉树初始化的数据结构 CBTInserter，它支持以下几种操作：

• CBTInserter(TreeNode root) 使用根节点为 root 的给定树初始化该数据结构；
• CBTInserter.insert(int v) 向树中插入一个新节点，节点类型为 TreeNode，值为 v 。使树保持完全二叉树的状态，并返回插入的新节点的父节点的值；
• CBTInserter.get_root() 将返回树的根节点。

二、代码思路

• 首先，得读懂题目：
  • 1、 题目首先给我们传来了一个root节点，已经实现了完全二叉树。
  • 2、 其次，我们只需要做两件事即可，其一：就是遍历这个二叉树并找到适当的位置，将节点插入即可。其二：经过多次插入之后，我们返回新的完全二叉树。
  • 3、 总的来说，我们其实主要做的就是第二步，遍历二叉树，找到需要插入的节点，并将节点插入即可，至于返回新的二叉树，我们直接还是返回root就行，因为我们本身就是在它身上进行的插入操纵。
• 其次，我们就主要完成第二部步，也就是完全二叉树的遍历和插入。
  • 1、我们遍历树可以使用递归和非递归，但是对于完全二叉树的遍历我们使用层序遍历即可，需要维护一个队列即可。
  • 2、 何时插入元素呢？其实很简单，如果我们按照层序遍历的顺序，如果发现有一个节点的左或者右没有节点，就是我们需要插入的位置。

三、代码题解

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode() {}
 *     TreeNode(int val) { this.val = val; }
 *     TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {
 *         this.val = val;
 *         this.left = left;
 *         this.right = right;
 *     }
 * }
 */
class CBTInserter {

    private TreeNode root;    
    public CBTInserter(TreeNode root) {
        this.root = root;
    }
    //其实完全二叉树的遍历就是层序遍历
    //使用的数据结构就是队列
    public int insert(int v) {
        TreeNode node = root;
        Queue<TreeNode> queue = new LinkedList();
        queue.add(root);
        while (!queue.isEmpty()) {
            node = queue.poll();
            if (node.left != null) {
                queue.add(node.left);
            } else {
                node.left = new TreeNode(v);
                return node.val;
            }
            if (node.right != null) {
                queue.add(node.right); 
            } else {
                node.right = new TreeNode(v);
                return node.val;
            }
        }
        return -1;
    }
    
    public TreeNode get_root() {
        return root;
    }
}

/**
 * Your CBTInserter object will be instantiated and called as such:
 * CBTInserter obj = new CBTInserter(root);
 * int param_1 = obj.insert(v);
 * TreeNode param_2 = obj.get_root();
 */
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