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(python版)《剑指Offer》JZ38:二叉树的深度
阅读量:4091 次
发布时间:2019-05-25

本文共 1843 字,大约阅读时间需要 6 分钟。

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【思路】

  • 树的遍历方式总体分为两类:深度优先搜索(DFS)广度优先搜索(BFS)

    • 常见的 DFS : 先序遍历、中序遍历、后序遍历;
    • 常见的 BFS : 层序遍历(即按层遍历)。

求树的深度需要遍历树的所有节点,本文将介绍基于 后序遍历(DFS)层序遍历(BFS) 的两种解法。

【方法一:后序遍历(DFS)】

树的后序遍历 / 深度优先搜索往往利用 递归 实现,本文使用递归实现。

  • 关键点: 此树的深度和其左(右)子树的深度之间的关系。显然,此树的深度 等于 左子树的深度右子树的深度 中的 最大值 +1
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算法解析:

  1. 终止条件: 当 root​ 为空,说明已越过叶节点,因此返回 深度 00 。
  2. 递推工作: 本质上是对树做后序遍历。
    1. 计算节点 root​ 的 左子树的深度 ,即调用 maxDepth(root.left);
    2. 计算节点 root​ 的 右子树的深度 ,即调用 maxDepth(root.right);
  3. 返回值: 返回 此树的深度 ,即 max(maxDepth(root.left), maxDepth(root.right)) + 1。

图解

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依次递归节点 1、7、2,得到深度1、1、2
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最后得到树的深度为3
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复杂度分析:

  • 时间复杂度O(N) : NN 为树的节点数量,计算树的深度需要遍历所有节点。
  • 空间复杂度 O(N) : 最差情况下(当树退化为链表时),递归深度可达到 NN 。
# 法一:DFS深度优先搜索class Solution:    def maxDepth(self, root: TreeNode) -> int:        if not root:         	return 0        return max(self.maxDepth(root.left), self.maxDepth(root.right)) + 1

【方法二:层序遍历(BFS)】

树的层序遍历 / 广度优先搜索往往利用 队列 实现。

  • 关键点: 每遍历一层,则计数器 +1+1 ,直到遍历完成,则可得到树的深度。

算法解析:

  1. 特例处理: 当 root​ 为空,直接返回 深度 00 。
  2. 初始化: 队列 queue (加入根节点 root ),计数器 res = 0。
  3. 循环遍历: 当 queue 为空时跳出。
    1. 初始化一个空列表 tmp ,用于临时存储下一层节点;
    2. 遍历队列: 遍历 queue 中的各节点 node ,并将其左子节点和右子节点加入 tmp;
    3. 更新队列: 执行 queue = tmp ,将下一层节点赋值给 queue;
    4. 统计层数: 执行 res += 1 ,代表层数加 1;
  4. 返回值: 返回 res 即可。

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第三层 的节点 1、7同理
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复杂度分析:

  • 时间复杂度 O(N) : NN 为树的节点数量,计算树的深度需要遍历所有节点。
  • 空间复杂度 O(N): 最差情况下(当树平衡时),队列 queue 同时存储 N/2N/2 个节点。
# 法二:BFS广度优先搜索class Solution:    def maxDepth(self, root: TreeNode) -> int:        if not root:            return 0        queue = [root]        layer = 0        while queue:    # 各节点            tmp = []            for node in queue:                if node.left:  # 有左,就添加到tmp                    tmp.append(node.left)                if node.right: # 有右,就添加到tmp                    tmp.append(node.right)            queue = tmp             layer+=1        return layer

链接:https://leetcode-cn.com/problems/er-cha-shu-de-shen-du-lcof/solution/mian-shi-ti-55-i-er-cha-shu-de-shen-du-xian-xu-bia/

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