刷题日常 5 二叉树最大深度

方法一:深度优先搜索

思路与算法

如果我们知道了左子树和右子树的最大深度 l 和 r,那么该二叉树的最大深度即为

max(l,r)+1

而左子树和右子树的最大深度又可以以同样的方式进行计算。因此我们可以用「深度优先搜索」的方法来计算二叉树的最大深度。具体而言,在计算当前二叉树的最大深度时,可以先递归计算出其左子树和右子树的最大深度,然后在 O(1) 时间内计算出当前二叉树的最大深度。递归在访问到空节点时退出。

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C++

Java

Python

Golang

C

class Solution {

public:

int maxDepth(TreeNode* root) {

if (root == nullptr) return 0;

return max(maxDepth(root->left), maxDepth(root->right)) + 1;

}

};

复杂度分析

时间复杂度:O(n),其中 n 为二叉树节点的个数。每个节点在递归中只被遍历一次。

空间复杂度:O(height),其中 height 表示二叉树的高度。递归函数需要栈空间,而栈空间取决于递归的深度,因此空间复杂度等价于二叉树的高度。

方法二:广度优先搜索

思路与算法

我们也可以用「广度优先搜索」的方法来解决这道题目,但我们需要对其进行一些修改,此时我们广度优先搜索的队列里存放的是「当前层的所有节点」。每次拓展下一层的时候,不同于广度优先搜索的每次只从队列里拿出一个节点,我们需要将队列里的所有节点都拿出来进行拓展,这样能保证每次拓展完的时候队列里存放的是当前层的所有节点,即我们是一层一层地进行拓展,最后我们用一个变量 ans 来维护拓展的次数,该二叉树的最大深度即为 ans。

C++

Java

Golang

C

class Solution {

public:

int maxDepth(TreeNode* root) {

if (root == nullptr) return 0;

queue<TreeNode*> Q;

Q.push(root);

int ans = 0;

while (!Q.empty()) {

int sz = Q.size();

while (sz > 0) {

TreeNode* node = Q.front();Q.pop();

if (node->left) Q.push(node->left);

if (node->right) Q.push(node->right);

sz -= 1;

}

ans += 1;

}

return ans;

}

};

复杂度分析

时间复杂度:O(n),其中 n 为二叉树的节点个数。与方法一同样的分析,每个节点只会被访问一次。

空间复杂度:此方法空间的消耗取决于队列存储的元素数量,其在最坏情况下会达到 O(n)。

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