【坚持每日一题10.29】往完全二叉树添加节点

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，第 n 层有 2n-1 个节点）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],[]]
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。

java代码：

class CBTInserter {    
    private Queue queue;
    private TreeNode root;

    public CBTInserter(TreeNode root) {
        this.root = root;
        
        queue = new LinkedList<>();
        queue.offer(root);
        //在初始化树时就层序遍历到第一个没有左或右子树的节点，即为待插入位置的父节点，在队列头部
        while (queue.peek().left != null && queue.peek().right != null) {
            TreeNode node = queue.poll();
            queue.offer(node.left);
            queue.offer(node.right);
        }
    }
    
    public int insert(int v) {
        //队列头部节点即为待插入位置的父节点
        TreeNode parent = queue.peek();
        TreeNode node = new TreeNode(v);
        //插入左子树，父节点仍无右子树，父节点不变
        //插入右子树，左右子树入列，并将该父节点出列，待插入位置更改为下一个
        if (parent.left == null) {
            parent.left = node;
        } else {
            parent.right = node;
            
            queue.poll();
            queue.offer(parent.left);
            queue.offer(parent.right);
        }
        
        return parent.val;
    }
    
    public TreeNode get_root() {
        return root;
    }
}