919. 完全二叉树插入器 #

Difficulty: 中等

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）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() 将返回树的头节点。

示例 1：

输入：inputs = ["CBTInserter","insert","get_root"], inputs = [[[1]],[2],[]]
输出：[null,1,[1,2]]

示例 2：

输入：inputs = ["CBTInserter","insert","insert","get_root"], inputs = [[[1,2,3,4,5,6]],[7],[8],[]]
输出：[null,3,4,[1,2,3,4,5,6,7,8]]

提示：

最初给定的树是完全二叉树，且包含 1 到 1000 个节点。
每个测试用例最多调用 CBTInserter.insert 操作 10000 次。
给定节点或插入节点的每个值都在 0 到 5000 之间。

题解 #

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class CBTInserter {
    TreeNode root;
    Deque<TreeNode> deque;
    public CBTInserter(TreeNode root) {
        this.root = root;
        deque = new LinkedList();
        Queue<TreeNode> queue = new LinkedList();
        // 将根节点压入queue
        queue.offer(root);

        // BFS to populate deque
        while (!queue.isEmpty()) {
            TreeNode node = queue.poll();
            if (node.left == null || node.right == null) {
                // 压入到最后
                deque.offerLast(node);
            }
            if (node.left != null) {
                // 压入队列
                queue.offer(node.left);
            }
            if (node.right != null) {
                // 压入队列
                queue.offer(node.right);
            }
        }
    }

    public int insert(int v) {
        // 检索但不删除此列表的第一个元素，如果此列表为空，则返回null。
        TreeNode node = deque.peekFirst();
        deque.offerLast(new TreeNode(v));
        if (node.left == null) {
            // 检索但不删除此列表的最后一个元素，如果此列表为空，则返回null。
            node.left = deque.peekLast();
        } else {
            // 检索但不删除此列表的最后一个元素，如果此列表为空，则返回null。
            node.right = deque.peekLast();
            // 检索并删除此列表的第一个元素，如果此列表为空，则返回null。
            deque.pollFirst();
        }
        return node.val;
    }

    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();
 */