python-leetcode-919. 完全二叉树插入器

919. 完全二叉树插入器 - 力扣（LeetCode）

可以使用一个队列来维护完全二叉树的层次结构，确保插入的新节点始终满足完全二叉树的特性。以下是 CBTInserter 的实现：

from collections import deque

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.deque = deque()
        
        # 使用层序遍历初始化队列，确保队列中存储的是可以插入新节点的父节点
        queue = deque([root])
        while queue:
            node = queue.popleft()
            if not node.left or not node.right:
                self.deque.append(node)
            if node.left:
                queue.append(node.left)
            if node.right:
                queue.append(node.right)
    
    def insert(self, v: int) -> int:
        parent = self.deque[0]  # 队列头部的节点是当前可以插入新节点的父节点
        new_node = TreeNode(v)
        
        if not parent.left:
            parent.left = new_node
        else:
            parent.right = new_node
            self.deque.popleft()  # 父节点已满，移除
        
        self.deque.append(new_node)  # 新插入的节点可能会成为未来的父节点
        return parent.val
    
    def get_root(self) -> TreeNode:
        return self.root

设计思路：

1. 初始化 (__init__)：

   • 通过层序遍历初始化一个队列 deque，其中存储的是当前可以接收新子节点的父节点。
   • 只要某个节点的左右子节点没有同时存在，它就会被加入 deque。

2. 插入 (insert)：

   • 取 deque 队列的头部作为父节点，并插入新节点。
   • 如果父节点的左子节点为空，则插入左子节点；否则插入右子节点，并从 deque 中移除该父节点（因为它已满）。
   • 将新节点加入 deque，因为它未来可能会成为父节点。

3. 获取根节点 (get_root)：

   • 直接返回 root。

这种方法保证了插入操作的时间复杂度为 O(1)，初始化的时间复杂度为 O(N)（其中 N 是节点数）。