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leetcode 111. Minimum Depth of Binary Tree(求二叉树的最小深度,DFS,BFS)

热度:48   发布时间:2023-11-17 01:20:35.0

题目要求

给定一个二叉树,求其最小深度。
最大深度:从根结点到叶子结点包含的节点的最小个数。
注意: 叶子结点说的是一个没有孩子的节点。

注意和 解答:leetcode 104. Maximum Depth of Binary Tree (求二叉树的最大深度,DFS,BFS)的不同!!!!!!!!

输入示例

Example:输入一个二叉树 [3,9,20,null,null,15,7],3/ \9  20/  \15   7
return its depth = 2.

解题思路

相比求二叉树的最大深度,本题还是有一定的难点,首先我们不能像求最大深度那样直接递归的写出如下的代码(只把max改成min是有问题的)

class Solution {
    
public:int minDepth(TreeNode* root) {
    if(root == NULL) return 0;return min(1+minDepth(root->left), 1+minDepth(root->right));}
};

举个例子来看,当树只有两个节点的时候,我们按照上面的代码结果将是:1。而正确答案应该是2。看出问题所在了吗? 实际上并不是我们的代码写错了,而是我们忽略了向下图的这种情况的判断,因为求最小深度的时候,我们的关键是找到第一个叶子结点 返回他的深度(即为二叉树最小深度)

而对于非叶子结点,我们要分三种情况讨论,只有左孩子,只有右孩子和左右孩子都有,根据下图可知,
1. 如果一个节点只有左孩子,那么他的深度就是(1+以左孩子为根的子树深度),
2. 同理可知如果一个节点只有右孩子,那么他的深度就是(1+以右孩子为根的子树深度),
3. 如果都有的话就取左右孩子为根的子树的最小深度。

    3/             depth:应该是29  

1、深度优先遍历(DFS)
根据上面的三种情况结合深度优先遍历的思想,我们能写出以下代码:

DFS 主要代码 c++

class Solution {
    
public:int minDepth(TreeNode *root) {
    if(root==NULL) return 0;if(root->left==NULL) return 1 + minDepth(root->right); //如果只有右孩子if(root->right==NULL) return 1 + minDepth(root->left); // 如果只有左孩子return 1+min(minDepth(root->left),minDepth(root->right));}
};

2、用广度优先遍历(BFS)
在这里和求最大深度不同是,最大深度的目的是求出最后的层数返回即可。可是当我们求最小深度的时候,要明确,当我们遇到第一个叶子结点的时候就停止迭代,返回当前的层数,所以要在求二叉树最大深度的代码上加上一个判断(p->left == NULL && p->right==NULL),因为叶子节点没有后续的子节点,就可以作为最小的层数进行返回。

BFS 主要代码 c++

class Solution {
    
public:int minDepth(TreeNode *root){
    if(root == NULL)return 0;int res = 0; // 标记高度最大值queue<TreeNode *> q;q.push(root);while(!q.empty())// 迭代操作标志{
    ++ res; // 每执行一层,深度+1。for(int i = 0, n = q.size(); i < n; ++ i) //对队列里的每个元素进行操作。{
    TreeNode *p = q.front(); // 具体的队列操作是q.pop();                // 弹出根节点,然后放入孩子节点(如果有)if(p->left == NULL && p->right==NULL) return res;if(p -> left != NULL)q.push(p -> left);if(p -> right != NULL)q.push(p -> right);}}return res;}
};

补充python解法

class Solution(object):def minDepth(self, root):""":type root: TreeNode:rtype: int"""if not root:return 0dp = collections.deque([(root,1),]) #双边队列辅助while dp:cur, count = dp.popleft()if cur.right:dp.append((cur.right,count+1))if cur.left:dp.append((cur.left, count+1))if not cur.left and not cur.right:return count

总结

对于求树的深度的问题,一般情况下,我们可以用递归,非递归两种方法来求解,大都数情况下,结合DFS的思想可以很简单的写出递归的方案,但是合理利用队列进行层序遍历,也是一种十分高效的手段,并且代码也并不是很难理解,建议两个方法互相结合着看,推荐掌握BFS 非递归的方法,毕竟多熟悉熟悉队列的操作也没坏处~

最后不要忘记树是空的情况哦!!!。调了半天才发现这里也有个小坑

和 解答:leetcode 104. Maximum Depth of Binary Tree (求二叉树的最大深度,DFS,BFS)的一起理解效果会更好!!!!!!!!

原题链接:https://leetcode.com/problems/minimum-depth-of-binary-tree/

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