深度优先搜索(DFS)
- 如果当前节点是
nil
,返回 0,因为nil
节点不贡献深度。 - 否则,递归地计算左子树和右子树的深度。
- 当前节点的深度是左子树和右子树深度的最大值加一(当前节点自身)。
以下是完整的实现代码:
swift
class Solution {
func maxDepth(_ root: TreeNode?) -> Int {
// 如果根节点是 nil,深度为 0
guard let root = root else {
return 0
}
// 递归地找到左子树和右子树的最大深度
let leftDepth = maxDepth(root.left)
let rightDepth = maxDepth(root.right)
// 当前节点的深度是左子树和右子树深度的最大值加一
return max(leftDepth, rightDepth) + 1
}
}
解释:
- 基本情况: 如果节点是
nil
(即root == nil
),函数返回 0,因为nil
节点不会增加任何深度。 - 递归情况: 否则,函数递归计算左子树的最大深度 (
leftDepth
) 和右子树的最大深度 (rightDepth
)。然后取这两个值的最大值并加一(计算当前节点的深度),最终返回树的深度。
这个函数利用深度优先搜索(DFS)方法,遍历每个节点恰好一次,因此时间复杂度为 O(n),其中 n 是树中的节点数。
广度优先搜索(BFS)
使用广度优先搜索(BFS)来计算二叉树的最大深度是一种基于层次遍历的方法。通过逐层遍历树的节点,可以计算出树的深度。每遍历一层,深度增加一。
具体实现步骤如下:
- 如果树为空,直接返回深度0。
- 使用一个队列来进行层次遍历。首先将根节点入队。
- 初始化深度为0。
- 当队列不为空时,遍历当前层的所有节点(即当前队列中的所有节点),然后将这些节点的子节点(如果有的话)加入队列。
- 每遍历一层,深度增加一。
以下是使用广度优先搜索(BFS)来实现 maxDepth
函数的 Swift 代码:
swift
class Solution {
func maxDepth(_ root: TreeNode?) -> Int {
// 如果根节点是 nil,深度为 0
guard let root = root else {
return 0
}
var queue: [TreeNode] = [root]
var depth = 0
// 当队列不为空时,进行层次遍历
while !queue.isEmpty {
// 当前层的节点数
let levelSize = queue.count
// 遍历当前层的所有节点
for _ in 0..<levelSize {
// 取出队首节点
let currentNode = queue.removeFirst()
// 将当前节点的左子节点加入队列(如果有的话)
if let leftChild = currentNode.left {
queue.append(leftChild)
}
// 将当前节点的右子节点加入队列(如果有的话)
if let rightChild = currentNode.right {
queue.append(rightChild)
}
}
// 每遍历完一层,深度加一
depth += 1
}
return depth
}
}
解释:
- 初始化: 如果树为空(即
root == nil
),返回深度 0。否则,初始化一个队列queue
并将根节点入队,同时初始化深度为 0。 - 层次遍历: 当队列不为空时,进行层次遍历。每次记录当前层的节点数
levelSize
。然后遍历当前层的所有节点,将其子节点加入队列。 - 更新深度: 每遍历完一层,深度加一。
- 返回结果: 最终返回遍历过的层数,即树的最大深度。
这种方法利用了 BFS 的特性,一层一层地遍历树的节点,因此时间复杂度为 O(n),其中 n 是树中的节点数。