C++完整二叉树插入器

众所周知，完整二叉树是指除最后一层外，每一层都被完全填满，并且所有节点都尽可能靠左的二叉树。我们必须编写一个名为CBTInserter的数据结构，它用一个完整的二叉树初始化，并支持以下操作：

• CBTInserter(TreeNode root)：这将用给定的根节点root初始化数据结构；

• CBTInserter.insert(int v)：用于将一个值为node.val = v的TreeNode插入到树中，使得树保持完整，并返回插入的TreeNode的父节点的值；

• CBTInserter.get_root()：这将返回树的根节点。

例如，如果我们将树初始化为[1,2,3,4,5,6]，然后插入7和8，然后尝试获取树，输出将是：3, 4,[1,2,3,4,5,6,7,8]，3是因为7将插入到3下，4是因为8将插入到4下。

为了解决这个问题，我们将遵循以下步骤：

• 定义一个队列q和一个根节点

• 初始化器将获取完整的二叉树，然后按如下方式工作：

• 将root设置为给定的root，并将root插入到q中。

• while循环：

  • 如果root的左子节点存在，则将root的左子节点插入到q中，否则中断循环。

  • 如果root的右子节点存在，则将root的右子节点插入到q中，并从q中删除首节点，否则中断循环。

• 在insert方法中，它将获取值v。

• 设置parent := q的首元素，temp := 一个值为v的新节点，并将temp插入到q中。

• 如果parent的左子节点不存在，则设置parent的左子节点 := temp；否则，从q中删除首元素，并将temp作为parent的右子节点插入。

• 返回parent的值。

• 在getRoot()方法中，返回root。

示例（C++）

让我们看看下面的实现来更好地理解：

 在线演示

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
class TreeNode{
   public:
      int val;
      TreeNode *left, *right;
      TreeNode(int data){
         val = data;
         left = NULL;
         right = NULL;
      }
};
void insert(TreeNode **root, int val){
   queue<TreeNode*> q;
   q.push(*root);
   while(q.size()){
      TreeNode *temp = q.front();
      q.pop();
      if(!temp->left){
         if(val != NULL)
            temp->left = new TreeNode(val);
         else
            temp->left = new TreeNode(0);
         return;
      } else {
         q.push(temp->left);
      }
      if(!temp->right){
         if(val != NULL)
            temp->right = new TreeNode(val);
         else
            temp->right = new TreeNode(0);
         return;
      } else {
         q.push(temp->right);
      }
   }
}
TreeNode *make_tree(vector<int> v){
   TreeNode *root = new TreeNode(v[0]);
   for(int i = 1; i<v.size(); i++){
      insert(&root, v[i]);
   }
   return root;
}
void tree_level_trav(TreeNode*root){
   if (root == NULL) return;
   cout << "[";
   queue<TreeNode *> q;
   TreeNode *curr;
   q.push(root);
   q.push(NULL);
   while (q.size() > 1) {
      curr = q.front();
      q.pop();
      if (curr == NULL){
         q.push(NULL);
      } else {
         if(curr->left)
            q.push(curr->left);
         if(curr->right)
            q.push(curr->right);
         if(curr == NULL || curr->val == 0){
            cout << "null" << ", ";
         } else{
            cout << curr->val << ", ";
         }
      }
   }
   cout << "]"<<endl;
}
class CBTInserter {
public:
   queue <TreeNode*> q;
   TreeNode* root;
   CBTInserter(TreeNode* root) {
      this->root = root;
      q.push(root);
      while(1){
         if(root->left){
            q.push(root->left);
         }
         else break;
         if(root->right){
            q.push(root->right);
            q.pop();
            root = q.front();
         }
         else break;
      }
   }
   int insert(int v) {
      TreeNode* parent = q.front();
      TreeNode* temp = new TreeNode(v);
      q.push(temp);
      if(!parent->left){
         parent->left = temp;
      } else {
         q.pop();
         parent->right = temp;
      }
      return parent->val;
   }
   TreeNode* get_root() {
      return root;
   }
};
main(){
   vector<int> v = {1,2,3,4,5,6};
   TreeNode *root = make_tree(v);
   CBTInserter ob(root);
   cout << (ob.insert(7)) << endl;
   cout << (ob.insert(8)) << endl;
   tree_level_trav(ob.get_root());
}

输入

Initialize the tree as [1,2,3,4,5,6], then insert 7 and 8 into the tree, then find root

输出

3
4
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, ]

Arnab Chakraborty

更新于：2020年4月30日

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