题目

给定一个二叉树,找出其最小深度。

最小深度是从根节点到最近叶子节点的最短路径上的节点数量。

说明:叶子节点是指没有子节点的节点。

示例 1:

img

输入:root = [3,9,20,null,null,15,7]
输出:2

示例 2:

输入:root = [2,null,3,null,4,null,5,null,6]
输出:5

提示:

  • 树中节点数的范围在 [0, 105]
  • -1000 <= Node.val <= 1000

解答

  1. DFS(深度优先遍历)

使用了递归的方式。首先判断根节点是否为空,如果为空,则返回深度为0;如果根节点没有左右子节点,返回深度为1;如果有左右子节点,则分别递归计算左子树和右子树的深度,取两者的较小值再加1,即为该树的最小深度。

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    int minDepth(TreeNode* root) {
        // 如果当前节点为空,则返回0
        if (root == nullptr) {
            return 0;
        }
        // 如果当前节点没有左右子节点,则返回1
        if (root->left == nullptr && root->right == nullptr) {
            return 1;
        }
        int left_depth = INT_MAX, right_depth = INT_MAX;
        // 如果当前节点有左子节点,则计算左子树的深度
        if (root->left != nullptr) {
            left_depth = minDepth(root->left);
        }
        // 如果当前节点有右子节点,则计算右子树的深度
        if (root->right != nullptr) {
            right_depth = minDepth(root->right);
        }
        // 返回左右子树深度的较小值加1
        return min(left_depth, right_depth) + 1;
    }
};
  1. BFS(广度优先遍历)

该代码使用了队列来实现广度优先搜索,从根节点开始,逐层访问该节点的左右子节点,并将子节点及其所在的层数入队,直到找到叶子节点,即没有左右子节点的节点,此时返回该节点所在的层数即可。如果整个二叉树中没有叶子节点,则返回0。

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    int minDepth(TreeNode* root) {
        if (root == nullptr) {
            return 0;
        }
        // 创建队列, 存储节点以及其所在的层数
        queue<pair<TreeNode*, int>> q;
        // 将根节点和所在的层数入队
        q.push(make_pair(root, 1));
        while (!q.empty()) {
            // 取出队首节点和所在的层数
            TreeNode* node = q.front().first;
            int depth = q.front().second;
            q.pop();
            // 如果该节点为叶子节点, 直接返回其所在的层数
            if (node->left == nullptr && node->right == nullptr) {
                return depth;
            }
            // 如果该节点有左子节点,则将其左子节点和所在的层数入队
            if (node->left != nullptr) {
                q.push(make_pair(node->left, depth+1));    
            }
            // 如果该节点有右子节点,则将其右子节点和所在的层数入队
            if (node->right != nullptr) {
                q.push(make_pair(node->right, depth+1));    
            }
        }
        return 0;
    }
};

一般来说,DFS和BFS的效率取决于二叉树的结构和分布。如果二叉树比较平衡,那么BFS可能更快,因为它可以更早地找到最小深度的叶子节点。如果二叉树比较不平衡,那么DFS可能更快,因为它可以避免访问很多不必要的节点。