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看完本篇可以一起做了如下两道题目:
- 104.二叉树的最大深度
- 559.n叉树的最大深度
给定一个二叉树,找出其最大深度。
二叉树的深度为根节点到最远叶子节点的最长路径上的节点数。
说明: 叶子节点是指没有子节点的节点。
示例: 给定二叉树 [3,9,20,null,null,15,7],
返回它的最大深度 3 。
本题可以使用前序(中左右),也可以使用后序遍历(左右中),使用前序求的就是深度,使用后序求的是高度。
而根节点的高度就是二叉树的最大深度,所以本题中我们通过后序求的根节点高度来求的二叉树最大深度。
这一点其实是很多同学没有想清楚的,很多题解同样没有讲清楚。
我先用后序遍历(左右中)来计算树的高度。
- 确定递归函数的参数和返回值:参数就是传入树的根节点,返回就返回这棵树的深度,所以返回值为int类型。
代码如下:
int getdepth(treenode* node)
- 确定终止条件:如果为空节点的话,就返回0,表示高度为0。
代码如下:
if (node == NULL) return 0;
- 确定单层递归的逻辑:先求它的左子树的深度,再求的右子树的深度,最后取左右深度最大的数值 再+1 (加1是因为算上当前中间节点)就是目前节点为根节点的树的深度。
代码如下:
int leftdepth = getdepth(node->left); // 左
int rightdepth = getdepth(node->right); // 右
int depth = 1 + max(leftdepth, rightdepth); // 中
return depth;
所以整体c++代码如下:
class solution {
public:
int getdepth(treenode* node) {
if (node == NULL) return 0;
int leftdepth = getdepth(node->left); // 左
int rightdepth = getdepth(node->right); // 右
int depth = 1 + max(leftdepth, rightdepth); // 中
return depth;
}
int maxdepth(treenode* root) {
return getdepth(root);
}
};
代码精简之后c++代码如下:
class solution {
public:
int maxdepth(treenode* root) {
if (root == null) return 0;
return 1 + max(maxdepth(root->left), maxdepth(root->right));
}
};
精简之后的代码根本看不出是哪种遍历方式,也看不出递归三部曲的步骤,所以如果对二叉树的操作还不熟练,尽量不要直接照着精简代码来学。
本题当然也可以使用前序,代码如下:(充分表现出求深度回溯的过程)
class solution {
public:
int result;
void getdepth(treenode* node, int depth) {
result = depth > result ? depth : result; // 中
if (node->left == NULL && node->right == NULL) return ;
if (node->left) { // 左
depth++; // 深度+1
getdepth(node->left, depth);
depth--; // 回溯,深度-1
}
if (node->right) { // 右
depth++; // 深度+1
getdepth(node->right, depth);
depth--; // 回溯,深度-1
}
return ;
}
int maxdepth(treenode* root) {
result = 0;
if (root == NULL) return result;
getdepth(root, 1);
return result;
}
};
可以看出使用了前序(中左右)的遍历顺序,这才是真正求深度的逻辑!
注意以上代码是为了把细节体现出来,简化一下代码如下:
class solution {
public:
int result;
void getdepth(treenode* node, int depth) {
result = depth > result ? depth : result; // 中
if (node->left == NULL && node->right == NULL) return ;
if (node->left) { // 左
getdepth(node->left, depth + 1);
}
if (node->right) { // 右
getdepth(node->right, depth + 1);
}
return ;
}
int maxdepth(treenode* root) {
result = 0;
if (root == 0) return result;
getdepth(root, 1);
return result;
}
};
使用迭代法的话,使用层序遍历是最为合适的,因为最大的深度就是二叉树的层数,和层序遍历的方式极其吻合。
在二叉树中,一层一层的来遍历二叉树,记录一下遍历的层数就是二叉树的深度,如图所示:
所以这道题的迭代法就是一道模板题,可以使用二叉树层序遍历的模板来解决的。
如果对层序遍历还不清楚的话,可以看这篇:二叉树:层序遍历登场!
c++代码如下:
class solution {
public:
int maxdepth(treenode* root) {
if (root == NULL) return 0;
int depth = 0;
queue<treenode*> que;
que.push(root);
while(!que.empty()) {
int size = que.size();
depth++; // 记录深度
for (int i = 0; i < size; i++) {
treenode* node = que.front();
que.pop();
if (node->left) que.push(node->left);
if (node->right) que.push(node->right);
}
}
return depth;
}
};
那么我们可以顺便解决一下n叉树的最大深度问题
给定一个 n 叉树,找到其最大深度。
最大深度是指从根节点到最远叶子节点的最长路径上的节点总数。
例如,给定一个 3叉树 :
我们应返回其最大深度,3。
思路:
依然可以提供递归法和迭代法,来解决这个问题,思路是和二叉树思路一样的,直接给出代码如下:
c++代码:
class solution {
public:
int maxdepth(node* root) {
if (root == 0) return 0;
int depth = 0;
for (int i = 0; i < root->children.size(); i++) {
depth = max (depth, maxdepth(root->children[i]));
}
return depth + 1;
}
};
依然是层序遍历,代码如下:
class solution {
public:
int maxdepth(node* root) {
queue<node*> que;
if (root != NULL) que.push(root);
int depth = 0;
while (!que.empty()) {
int size = que.size();
depth++; // 记录深度
for (int i = 0; i < size; i++) {
node* node = que.front();
que.pop();
for (int j = 0; j < node->children.size(); j++) {
if (node->children[j]) que.push(node->children[j]);
}
}
}
return depth;
}
};
class solution {
/**
* 递归法
*/
public int maxdepth(treenode root) {
if (root == null) {
return 0;
}
int leftdepth = maxdepth(root.left);
int rightdepth = maxdepth(root.right);
return math.max(leftdepth, rightdepth) + 1;
}
}
class solution {
/**
* 迭代法,使用层序遍历
*/
public int maxdepth(treenode root) {
if(root == null) {
return 0;
}
deque<treenode> deque = new linkedlist<>();
deque.offer(root);
int depth = 0;
while (!deque.isempty()) {
int size = deque.size();
depth++;
for (int i = 0; i < size; i++) {
treenode poll = deque.poll();
if (poll.left != null) {
deque.offer(poll.left);
}
if (poll.right != null) {
deque.offer(poll.right);
}
}
}
return depth;
}
}
class Solution {
/*递归法,后序遍历求root节点的高度*/
public int maxDepth(Node root) {
if (root == null) return 0;
int depth = 0;
if (root.children != null){
for (Node child : root.children){
depth = Math.max(depth, maxDepth(child));
}
}
return depth + 1; //中节点
}
}
class solution {
/**
* 迭代法,使用层序遍历
*/
public int maxDepth(Node root) {
if (root == null) return 0;
int depth = 0;
Queue<Node> que = new LinkedList<>();
que.offer(root);
while (!que.isEmpty())
{
depth ++;
int len = que.size();
while (len > 0)
{
Node node = que.poll();
for (int i = 0; i < node.children.size(); i++)
if (node.children.get(i) != null)
que.offer(node.children.get(i));
len--;
}
}
return depth;
}
}
递归法:
class solution:
def maxdepth(self, root: treenode) -> int:
return self.getdepth(root)
def getdepth(self, node):
if not node:
return 0
leftdepth = self.getdepth(node.left) #左
rightdepth = self.getdepth(node.right) #右
depth = 1 + max(leftdepth, rightdepth) #中
return depth
递归法:精简代码
class solution:
def maxdepth(self, root: treenode) -> int:
if not root:
return 0
return 1 + max(self.maxdepth(root.left), self.maxdepth(root.right))
迭代法:
import collections
class solution:
def maxdepth(self, root: treenode) -> int:
if not root:
return 0
depth = 0 #记录深度
queue = collections.deque()
queue.append(root)
while queue:
size = len(queue)
depth += 1
for i in range(size):
node = queue.popleft()
if node.left:
queue.append(node.left)
if node.right:
queue.append(node.right)
return depth
递归法:
class solution:
def maxdepth(self, root: 'node') -> int:
if not root:
return 0
depth = 0
for i in range(len(root.children)):
depth = max(depth, self.maxdepth(root.children[i]))
return depth + 1
迭代法:
import collections
class solution:
def maxdepth(self, root: 'node') -> int:
queue = collections.deque()
if root:
queue.append(root)
depth = 0 #记录深度
while queue:
size = len(queue)
depth += 1
for i in range(size):
node = queue.popleft()
for j in range(len(node.children)):
if node.children[j]:
queue.append(node.children[j])
return depth
使用栈来模拟后序遍历依然可以
class solution:
def maxdepth(self, root: 'node') -> int:
st = []
if root:
st.append(root)
depth = 0
result = 0
while st:
node = st.pop()
if node != none:
st.append(node) #中
st.append(none)
depth += 1
for i in range(len(node.children)): #处理孩子
if node.children[i]:
st.append(node.children[i])
else:
node = st.pop()
depth -= 1
result = max(result, depth)
return result
/**
* definition for a binary tree node.
* type treenode struct {
* val int
* left *treenode
* right *treenode
* }
*/
func max (a, b int) int {
if a > b {
return a;
}
return b;
}
// 递归
func maxdepth(root *treenode) int {
if root == nil {
return 0;
}
return max(maxdepth(root.left), maxdepth(root.right)) + 1;
}
// 遍历
func maxdepth(root *treenode) int {
levl := 0;
queue := make([]*treenode, 0);
if root != nil {
queue = append(queue, root);
}
for l := len(queue); l > 0; {
for ;l > 0;l-- {
node := queue[0];
if node.left != nil {
queue = append(queue, node.left);
}
if node.right != nil {
queue = append(queue, node.right);
}
queue = queue[1:];
}
levl++;
l = len(queue);
}
return levl;
}
var maxdepth = function(root) {
if (root === null) return 0;
return 1 + Math.max(maxdepth(root.left), maxdepth(root.right))
};
二叉树最大深度递归遍历
var maxdepth = function(root) {
//使用递归的方法 递归三部曲
//1. 确定递归函数的参数和返回值
const getdepth=function(node){
//2. 确定终止条件
if(node===null){
return 0;
}
//3. 确定单层逻辑
let leftdepth=getdepth(node.left);
let rightdepth=getdepth(node.right);
let depth=1+Math.max(leftdepth,rightdepth);
return depth;
}
return getdepth(root);
};
二叉树最大深度层级遍历
var maxDepth = function(root) {
if(!root) return 0
let count = 0
const queue = [root]
while(queue.length) {
let size = queue.length
/* 层数+1 */
count++
while(size--) {
let node = queue.shift();
node.left && queue.push(node.left);
node.right && queue.push(node.right);
}
}
return count
};
N叉树的最大深度 递归写法
var maxDepth = function(root) {
if(!root) return 0
let depth = 0
for(let node of root.children) {
depth = Math.max(depth, maxDepth(node))
}
return depth + 1
}
N叉树的最大深度 层序遍历
var maxDepth = function(root) {
if(!root) return 0
let count = 0
let queue = [root]
while(queue.length) {
let size = queue.length
count++
while(size--) {
let node = queue.shift()
for (let item of node.children) {
item && queue.push(item);
}
}
}
return count
};
二叉树的最大深度:
// 后续遍历(自下而上)
function maxDepth(root: TreeNode | null): number {
if (root === null) return 0;
return Math.max(maxDepth(root.left), maxDepth(root.right)) + 1;
};
// 前序遍历(自上而下)
function maxDepth(root: TreeNode | null): number {
function recur(node: TreeNode | null, count: number) {
if (node === null) {
resMax = resMax > count ? resMax : count;
return;
}
recur(node.left, count + 1);
recur(node.right, count + 1);
}
let resMax: number = 0;
let count: number = 0;
recur(root, count);
return resMax;
};
// 层序遍历(迭代法)
function maxDepth(root: TreeNode | null): number {
let helperQueue: TreeNode[] = [];
let resDepth: number = 0;
let tempNode: TreeNode;
if (root !== null) helperQueue.push(root);
while (helperQueue.length > 0) {
resDepth++;
for (let i = 0, length = helperQueue.length; i < length; i++) {
tempNode = helperQueue.shift()!;
if (tempNode.left) helperQueue.push(tempNode.left);
if (tempNode.right) helperQueue.push(tempNode.right);
}
}
return resDepth;
};
N叉树的最大深度
// 后续遍历(自下而上)
function maxDepth(root: TreeNode | null): number {
if (root === null) return 0;
return Math.max(maxDepth(root.left), maxDepth(root.right)) + 1;
};
// 前序遍历(自上而下)
function maxDepth(root: TreeNode | null): number {
function recur(node: TreeNode | null, count: number) {
if (node === null) {
resMax = resMax > count ? resMax : count;
return;
}
recur(node.left, count + 1);
recur(node.right, count + 1);
}
let resMax: number = 0;
let count: number = 0;
recur(root, count);
return resMax;
};
二叉树最大深度递归
int maxDepth(struct TreeNode* root){
//若传入结点为NULL,返回0
if(!root)
return 0;
//求出左子树深度
int left = maxDepth(root->left);
//求出右子树深度
int right = maxDepth(root->right);
//求出左子树深度和右子树深度的较大值
int max = left > right ? left : right;
//返回较大值+1(1为当前层数)
return max + 1;
}
二叉树最大深度迭代
int maxDepth(struct TreeNode* root){
//若传入根节点为NULL,返回0
if(!root)
return 0;
int depth = 0;
//开辟队列空间
struct TreeNode** queue = (struct TreeNode**)malloc(sizeof(struct TreeNode*) * 6000);
int queueFront = 0;
int queueEnd = 0;
//将根结点入队
queue[queueEnd++] = root;
int queueSize;
//求出当前队列中元素个数
while(queueSize = queueEnd - queueFront) {
int i;
//若当前队列中结点有左右子树,则将它们的左右子树入队
for(i = 0; i < queueSize; i++) {
struct TreeNode* tempNode = queue[queueFront + i];
if(tempNode->left)
queue[queueEnd++] = tempNode->left;
if(tempNode->right)
queue[queueEnd++] = tempNode->right;
}
//更新队头下标
queueFront += queueSize;
//深度+1
depth++;
}
return depth;
}
二叉树最大深度
// 递归 - 后序
func maxDepth1(_ root: TreeNode?) -> Int {
return _maxDepth1(root)
}
func _maxDepth1(_ root: TreeNode?) -> Int {
if root == nil {
return 0
}
let leftDepth = _maxDepth1(root!.left)
let rightDepth = _maxDepth1(root!.right)
return 1 + max(leftDepth, rightDepth)
}
// 层序
func maxDepth(_ root: TreeNode?) -> Int {
guard let root = root else {
return 0
}
var queue = [TreeNode]()
queue.append(root)
var res: Int = 0
while !queue.isEmpty {
res += 1
for _ in 0 ..< queue.count {
let node = queue.removeFirst()
if let left = node.left {
queue.append(left)
}
if let right = node.right {
queue.append(right)
}
}
}
return res
}
N叉树最大深度
// 递归
func maxDepth(_ root: Node?) -> Int {
guard let root = root else {
return 0
}
var depth = 0
for node in root.children {
depth = max(depth, maxDepth(node))
}
return depth + 1
}
// 迭代-层序遍历
func maxDepth1(_ root: Node?) -> Int {
guard let root = root else {
return 0
}
var depth = 0
var queue = [Node]()
queue.append(root)
while !queue.isEmpty {
let size = queue.count
depth += 1
for _ in 0 ..< size {
let node = queue.removeFirst()
for child in node.children {
queue.append(child)
}
}
}
return depth
}