LeetCode #919 Complete Binary Tree Inserter 完全二叉树插入器

919 Complete Binary Tree Inserter 完全二叉树插入器

Description:
A complete binary tree is a binary tree in which every level, except possibly the last, is completely filled, and all nodes are as far left as possible.

Design an algorithm to insert a new node to a complete binary tree keeping it complete after the insertion.

Implement the CBTInserter class:

CBTInserter(TreeNode root) Initializes the data structure with the root of the complete binary tree.
int insert(int v) Inserts a TreeNode into the tree with value Node.val == val so that the tree remains complete, and returns the value of the parent of the inserted TreeNode.
TreeNode get_root() Returns the root node of the tree.

Example:

Example 1:

Binary Tree Inserter

Input
["CBTInserter", "insert", "insert", "get_root"]
[[[1, 2]], [3], [4], []]
Output
[null, 1, 2, [1, 2, 3, 4]]

Explanation

CBTInserter cBTInserter = new CBTInserter([1, 2]);
cBTInserter.insert(3);  // return 1
cBTInserter.insert(4);  // return 2
cBTInserter.get_root(); // return [1, 2, 3, 4]

Constraints:

The number of nodes in the tree will be in the range [1, 1000].
0 <= Node.val <= 5000
root is a complete binary tree.
0 <= val <= 5000
At most 10^4 calls will be made to insert and get_root.

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)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 :

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。

思路:

层序遍历
初始化时按照层序遍历加入等待队列
左右子树有空的需要在等待队列中等待插入
左右子树都非空的弹出等待队列
插入时先插入左子树, 右子树插入时即满足两个子树都非空将这个结点从等待队列中弹出
时间复杂度为 O(n), 空间复杂度为 O(1)

代码:
C++:

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
 * };
 */
class CBTInserter 
{
private:
    TreeNode* root;
    queue<TreeNode*> data;
public:
    CBTInserter(TreeNode* root) 
    {
        this -> root = root;
        queue<TreeNode*> q;
        q.push(root);
        while (!q.empty()) 
        {
            TreeNode* cur = q.front();
            q.pop();
            if (!cur -> left or !cur -> right) data.push(cur);
            if (cur -> left) q.push(cur -> left);
            if (cur -> right) q.push(cur -> right);
        }
    }
    
    int insert(int val) 
    {
        TreeNode* cur = data.front();
        if (!cur -> left) 
        {
            cur -> left = new TreeNode(val);
            data.push(cur -> left);
        } else {
            cur -> right = new TreeNode(val);
            data.pop();
            data.push(cur -> right);
        }
        return cur -> val;
    }
    
    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(val);
 * TreeNode* param_2 = obj->get_root();
 */

Java:

/**
 * 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 Queue<TreeNode> data;
    private TreeNode root;

    public CBTInserter(TreeNode root) {
        this.root = root;
        this.data = new LinkedList<>();
        Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
        queue.offer(root);
        while (!queue.isEmpty()) {
            TreeNode cur = queue.poll();
            if (cur.left == null || cur.right == null) this.data.offer(cur);
            if (cur.left != null) queue.offer(cur.left);
            if (cur.right != null) queue.offer(cur.right);
        }
    }
    
    public int insert(int val) {
        TreeNode cur = this.data.peek();
        if (cur.left == null) {
            cur.left = new TreeNode(val);
            this.data.offer(cur.left);
        } else {
            cur.right = new TreeNode(val);
            this.data.poll();
            this.data.offer(cur.right);
        }
        return cur.val;
    }
    
    public TreeNode get_root() {
        return this.root;
    }
}

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

Python:

# Definition for a binary tree node.
# class TreeNode:
#     def __init__(self, val=0, left=None, right=None):
#         self.val = val
#         self.left = left
#         self.right = right
class CBTInserter:

    def __init__(self, root: TreeNode):
        self.root = root
        self.data = deque()
        q = deque([root])
        while q:
            (((x := q.popleft()).left is None or x.right is None) and self.data.append(x)) or (x.left and q.append(x.left)) or (x.right and q.append(x.right))
                

    def insert(self, val: int) -> int:
        x = self.data[0]
        if x.left is None:
            x.left = TreeNode(val)
            self.data.append(x.left)
        else:
            x.right = TreeNode(val)
            self.data.popleft()
            self.data.append(x.right)
        return x.val
    

    def get_root(self) -> TreeNode:
        return self.root


# Your CBTInserter object will be instantiated and called as such:
# obj = CBTInserter(root)
# param_1 = obj.insert(val)
# param_2 = obj.get_root()
最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 216,142评论 6 498
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 92,298评论 3 392
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 162,068评论 0 351
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 58,081评论 1 291
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 67,099评论 6 388
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 51,071评论 1 295
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 39,990评论 3 417
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 38,832评论 0 273
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 45,274评论 1 310
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 37,488评论 2 331
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 39,649评论 1 347
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 35,378评论 5 343
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 40,979评论 3 325
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 31,625评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,796评论 1 268
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 47,643评论 2 368
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 44,545评论 2 352

推荐阅读更多精彩内容