919.完全二叉树插入器

完全二叉树插入器

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）且所有的节点都尽可能地集中在左侧的二叉树。

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

• 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。

示例 1：

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

示例 2：

输入：inputs = [“CBTInserter”,”insert”,”insert”,”get_root”], inputs = [[[1]],[2],[3],[]]
输出：[null,1,1,[1,2,3]]

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。
• 每个节点的值介于 1 和 5000 之间。

解析

使用队列存储所有有至少一个空子节点的节点，插入时从队首取节点。

var CBTInserter = function (root) {
  this.root = root;
  this.queue = [];
  const q = [root];
  while (q.length) {
    const node = q.shift();
    if (!node.left || !node.right) {
      this.queue.push(node);
    }
    if (node.left) q.push(node.left);
    if (node.right) q.push(node.right);
  }
};

CBTInserter.prototype.insert = function (v) {
  const node = new TreeNode(v);
  const parent = this.queue[0];
  if (!parent.left) {
    parent.left = node;
  } else {
    parent.right = node;
    this.queue.shift();
  }
  this.queue.push(node);
  return parent.val;
};

CBTInserter.prototype.get_root = function () {
  return this.root;
};

时间复杂度：初始化 O(n)，insert O(1)，get_root O(1)。空间复杂度 O(n)。