111. 二叉树的最小深度-编程知识

111. 二叉树的最小深度

解法：

官方解法：

方法一：深度优先搜索

思路及解法

复杂度分析

时间复杂度：

空间复杂度：

方法二：广度优先搜索

思路及解法

复杂度分析

时间复杂度：

空间复杂度：

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：

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] 内
-1000 <= Node.val <= 1000

解法：

/*** Definition for a binary tree node.* public class TreeNode {*     int val;*     TreeNode left;*     TreeNode right;*     TreeNode() {}*     TreeNode(int val) { this.val = val; }*     TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {*         this.val = val;*         this.left = left;*         this.right = right;*     }* }*/
class Solution {public int minDepth(TreeNode root) {if (root == null) {return 0;}if (root.left == null && root.right == null) {return 1;}int leftMin = minDepth(root.left);int rightMin = minDepth(root.right);if (root.left == null || root.right == null) {return leftMin + rightMin + 1;}return Math.min(leftMin, rightMin) + 1;}
}

官方解法：

方法一：深度优先搜索

思路及解法

首先可以想到使用深度优先搜索的方法，遍历整棵树，记录最小深度。

对于每一个非叶子节点，我们只需要分别计算其左右子树的最小叶子节点深度。这样就将一个大问题转化为了小问题，可以递归地解决该问题。

class Solution {public int minDepth(TreeNode root) {if (root == null) {return 0;}if (root.left == null && root.right == null) {return 1;}int min_depth = Integer.MAX_VALUE;if (root.left != null) {min_depth = Math.min(minDepth(root.left), min_depth);}if (root.right != null) {min_depth = Math.min(minDepth(root.right), min_depth);}return min_depth + 1;}
}

复杂度分析

时间复杂度：

O(N)，其中 N 是树的节点数。对每个节点访问一次。

空间复杂度：

O(H)，其中 H 是树的高度。空间复杂度主要取决于递归时栈空间的开销，最坏情况下，树呈现链状，空间复杂度为 O(N)。平均情况下树的高度与节点数的对数正相关，空间复杂度为 O(log⁡N)。

方法二：广度优先搜索

思路及解法

同样，我们可以想到使用广度优先搜索的方法，遍历整棵树。

当我们找到一个叶子节点时，直接返回这个叶子节点的深度。广度优先搜索的性质保证了最先搜索到的叶子节点的深度一定最小。

class Solution {class QueueNode {TreeNode node;int depth;public QueueNode(TreeNode node, int depth) {this.node = node;this.depth = depth;}}public int minDepth(TreeNode root) {if (root == null) {return 0;}Queue<QueueNode> queue = new LinkedList<QueueNode>();queue.offer(new QueueNode(root, 1));while (!queue.isEmpty()) {QueueNode nodeDepth = queue.poll();TreeNode node = nodeDepth.node;int depth = nodeDepth.depth;if (node.left == null && node.right == null) {return depth;}if (node.left != null) {queue.offer(new QueueNode(node.left, depth + 1));}if (node.right != null) {queue.offer(new QueueNode(node.right, depth + 1));}}return 0;}
}