剑指Offer题解 - Day39

2022-08-19 10:59:13 浏览数 (1)

剑指 Offer 55 - I. 二叉树的深度

力扣题目链接[1]

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。

例如:

给定二叉树 [3,9,20,null,null,15,7]

代码语言:javascript复制
  3
 / 
9  20
  /  
 15   7

返回它的最大深度 3 。

「提示:」

  1. 节点总数 <= 10000

思路:

根据题目要求,要求出二叉树的深度。首先会想到使用DFS或者BFS进行题解。

DFS

使用递归实现DFS。递归里的核心逻辑是:树的深度等于左子树的深度和右子树的深度的最大值加一。递归终止条件是,如果当前节点为null,则当前节点不包含在深度内,返回0

由此可得以下代码:

代码语言:javascript复制
/**
 * @param {TreeNode} root
 * @return {number}
 */
var maxDepth = function(root) {
    if (!root) return 0;
    return Math.max((maxDepth(root.left)), maxDepth(root.right))   1;
};
  • 时间复杂度 O(n)。
  • 空间复杂度 O(n)。

分析:

这里使用了递归来实现DFS。复杂度方面,需要遍历二叉树的所有节点,所以时间复杂度是O(n),当二叉树退化为链表时,调用栈会占用O(n) 的空间。

BFS

使用队列来实现 BFS。核心逻辑是:每遍历到二叉树的一层,计数器就加一。遍历完二叉树的所有层,得到的计时器的值便是二叉树的深度。

代码语言:javascript复制
/**
 * @param {TreeNode} root
 * @return {number}
 */
var maxDepth = function(root) {
    if (!root) return 0; // 二叉树为空则返回0
    let queue = [root]; // 队列中默认添加根节点,方便循环
    let res = 0; // 初始化计数器
    while(queue.length) {
        const length = queue.length; // 获取当前层节点个数
        for (let i = 0; i < length; i  ) {
          const cur = queue.shift();
          if (cur.left) queue.push(cur.left);
          if (cur.right) queue.push(cur.right);
        }
        res  ; // 计数器累加
    }
    return res; // 返回计数器
};
  • 时间复杂度 O(n)。
  • 空间复杂度 O(n)。

分析:

该解法与普通的 BFS 有两处不同。

第一,弹出队列中的元素前,缓存队列的长度,因为队列的长度就是二叉树每一层的节点数。然后循环长度次数,依次将每一层的节点进行处理。

第二,处理完每一层的节点之后,将计数器进行累加。最终计数器的值便是二叉树的深度。

最后返回计数器的值即可。

复杂度方面,需要遍历二叉树的所有节点,因此时间复杂度是O(n) 。当二叉树平衡时,队列中最多存储n/2个节点,因此空间复杂度是O(n)

总结

本题分别采用 DFS 和 BFS 进行题解。需要掌握两种遍历的代码逻辑思路,同时需要注意广度遍历解法与普通 BFS 的区别。

参考资料

[1]力扣题目链接: https://leetcode-cn.com/leetbook/read/illustration-of-algorithm/9hgr5i/

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