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社区首页 >专栏 >剑指offer | 面试题41:二叉树的深度

剑指offer | 面试题41:二叉树的深度

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千羽
发布2022-02-23 15:37:30
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发布2022-02-23 15:37:30
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文章被收录于专栏:程序员千羽

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Leetcode : https://leetcode-cn.com/problems/er-cha-shu-de-shen-du-lcof/

GitHub : https://github.com/nateshao/leetcode/blob/main/algo-notes/src/main/java/com/nateshao/sword_offer/topic_41_maxDepth/Solution.java

剑指 Offer 55 - I. 二叉树的深度

题目描述 :输入一棵二叉树的根节点,求该树的深度。从根节点到叶节点依次经过的节点(含根、叶节点)形成树的一条路径,最长路径的长度为树的深度。 难度:简单

代码语言:javascript
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例如:给定二叉树 [3,9,20,null,null,15,7],

    3
   / \
  9  20
    /  \
   15   7
返回它的最大深度 3 。

方法一:递归 (后序遍历)

“树的遍历方式总体分为两类:深度优先搜索(DFS)、广度优先搜索(BFS);

  • 常见的 DFS : 先序遍历、中序遍历、后序遍历(左右根);
  • 常见的 BFS : 层序遍历(即按层遍历)。
  • 树的后序遍历 / 深度优先搜索往往利用 递归 实现
  • 关键点: 此树的深度和其左(右)子树的深度之间的关系。显然,此树的深度 等于 左子树的深度右子树的深度 中的 最大值 +1 。
算法解析:
  1. 终止条件:root 为空,说明已越过叶节点,因此返回 深度 0 。
  2. 递推工作:本质上是对树做后序遍历。
    1. 计算节点 root 的 左子树的深度 ,即调用 maxDepth(root.left);
    2. 计算节点 root 的 右子树的深度 ,即调用 maxDepth(root.right);
  3. 返回值: 返回 此树的深度 ,即 max(maxDepth(root.left), maxDepth(root.right)) + 1
  1. In other words, 考虑以下几种情况: 如果二叉树为空,深度为 0;如果二叉树只有根节点,深度为 1;如果二叉树的根节点只有左子树,深度为左子树的深度加 1;如果二叉树的根节点只有右子树,深度为右子树的深度加 1;如果二叉树的根节点既有左子树又有右子树,深度为左右子树深度的最大者再加 1。
复杂度分析:
  • 时间复杂度 O(N):N 为树的节点数量,计算树的深度需要遍历所有节点。
  • 空间复杂度 O(N) :最差情况下(当树退化为链表时),递归深度可达到 N 。
代码语言:javascript
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package com.nateshao.one_question_per_day.code_2022.january;

/**
 * @date Created by 邵桐杰 on 2022/1/22 22:56
 * @微信公众号 千羽的编程时光
 * @个人网站 www.nateshao.cn
 * @博客 https://nateshao.gitee.io
 * @GitHub https://github.com/nateshao
 * @Gitee https://gitee.com/nateshao
 * Description:
 */
public class Solution_2022_01_22_maxDepth {

    /**
     * 方法一:递归解法
     * 思路:利用递归遍历分别返回左右子树深度
     *
     * @param root
     * @return
     */
    public int maxDepth(TreeNode root) {
//        return root == null ? 0 : Math.max(maxDepth(root.left), maxDepth(root.right) + 1);
        if (root == null) return 0;
        int left = maxDepth(root.left);
        int right = maxDepth(root.right);
        return Math.max(left, right) + 1;
    }

    public class TreeNode {
        int val;

        TreeNode left;
        TreeNode right;

        TreeNode(int x) {
            val = x;
        }
    }
}

Golang

代码语言:javascript
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/* go 语言没有三目运算符 */
func maxDepth(root *TreeNode) int {
    if root == nil {
        return 0
    }
    return max(maxDepth(root.Left), maxDepth(root.Right)) + 1
}

func max(a, b int) int {
    if a > b {
        return a
    }
    return b
}

方法二:非递归一一层序遍历(BFS)

  • 树的层序遍历 / 广度优先搜索往往利用 队列 实现。
  • 关键点: 每遍历一层,则计数器 +1 ,直到遍历完成,则可得到树的深度。
算法解析:
  1. 特例处理:root 为空,直接返回 深度 0 。
  2. 初始化: 队列 queue (加入根节点 root ),计数器 res = 0
  3. 循环遍历:queue 为空时跳出。
    1. 初始化一个空列表 tmp ,用于临时存储下一层节点;
    2. 遍历队列:遍历 queue 中的各节点 node ,并将其左子节点和右子节点加入 tmp
    3. 更新队列:执行 queue = tmp ,将下一层节点赋值给 queue
    4. 统计层数:执行 res += 1 ,代表层数加 1;
代码语言:javascript
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/**
 * 方法二:层序遍历(BFS)
 * @param root
 * @return
 */
public int maxDepth2(TreeNode root) {
    if (root == null) return 0;
    Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
    queue.add(root);
    int res = 0;
    while (!queue.isEmpty()) {
        res++;
        int n = queue.size();
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            TreeNode node = queue.poll();
            if (node.left != null) queue.add(node.left);
            if (node.right != null) queue.add(node.right);
        }
    }
    return res;
}

Golang

代码语言:javascript
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/**
 * Definition for a binary tree node.
 * type TreeNode struct {
 *     Val int
 *     Left *TreeNode
 *     Right *TreeNode
 * }
 */
func maxDepth(root *TreeNode) int {
    // 边界
    if root == nil {
        return 0
    }
    depth := 0
    var queue []*TreeNode
    queue = append(queue, root)
    // bfs
    for len(queue) > 0 {
        length := len(queue)
        for i := 0; i < length; i++ {
            cur := queue[0]
            queue = queue[1:]
            if cur.Left != nil {
                queue = append(queue, cur.Left)
            }
            if cur.Right != nil {
                queue = append(queue, cur.Right)
            }
        }
        depth += 1
    }
    return depth
}

参考链接:

  1. https://leetcode-cn.com/problems/er-cha-shu-de-shen-du-lcof/solution/mian-shi-ti-55-i-er-cha-shu-de-shen-du-xian-xu-bia/
  2. https://leetcode-cn.com/problems/er-cha-shu-de-shen-du-lcof/solution/jian-zhi-offer-55-i-er-cha-shu-de-shen-du-di-gui-c/
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原始发表:2022-01-23,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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