java数据结构与算法刷题-----LeetCode111：二叉树的最小深度

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1. 思路分析

广度优先，从上向下一层层遍历，发现第一个叶子结点的层数，就是最小层数

2. 代码
   

/**
 * 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 {
    /**O(n)每个结点都需要遍历
       深度优先
     */
    public int minDepth1(TreeNode root) {
        if(root == null) return 0;
        int l = minDepth(root.left);
        int r = minDepth(root.right);
        //如果左子树为空，返回右子树，或者右子树为空，返回左子树。如果都为空返回1
        if(l==0 || r==0) return Math.max(l,r)+1;
        return Math.min(l,r)+1;
    }
    /**
        广度优先O(n)，最坏的情况下，才是O(n),
        从上往下遍历，只要发现第一个叶子结点，就是最小深度，返回即可
     */
    public int minDepth(TreeNode root) {
        if(root == null) return 0;
        //BFS1，队列
        Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
        //BFS2，起始结点选择，这里直接选根结点
        queue.offer(root);
        //BFS3，队列空，遍历完成
        int ans = 1;
        while(!queue.isEmpty()){
            //BFS4,当前队列中结点，先遍历
            int size = queue.size();
            while (size>0){
                //BFS5，消费当前结点，并将它相邻节点放入队列
                TreeNode node = queue.poll();
                if(node.left == null && node.right == null) return ans;
                if(node.left!=null) queue.offer(node.left);
                if(node.right!=null) queue.offer(node.right);
                size--;
            }
            ans++;
        }
        return ans;
    }
}

刷题一定要坚持，总结套路，不单单要把题做出来，要举一反三，也要参考别人的思路，学习别人解题的优点，找出你觉得可以优化的点。

1. 单链表解题思路：双指针、快慢指针、反转链表、预先指针

1. 双指针：对于单链表而言，可以方便的让我们遍历结点，并做一些额外的事
2. 快慢指针：常用于找链表中点，找循环链表的循环点，一般快指针每次移动两个结点，慢指针每次移动一个结点。
3. 反转链表：通常有些题，将链表反转后会更好做，一般选用三指针迭代法，递归的空间复杂度有点高
4. 预先指针：常用于找结点，比如找倒数第3个结点，那么定义两个指针，第一个指针先移动3个结点，然后两个指针一起遍历，当第一个指针遍历完成，第二个指针指向的结点就是要找的结点

2. 数组解题思路：双指针、三指针，下标标记

1. 双指针：多用于减少时间复杂度，快速遍历数组
2. 三指针：多用于二分查找，分为中间指针，左和右指针
3. 下标标记：常用于在数组范围内找东西，而不想使用额外的空间的情况，比如找数组长度为n，元素取值范围为[1,n]的数组中没有出现的数字，遍历每个元素，然后将对应下标位置的元素变为负数或者超出[1,n]范围的正数，最后没有发生变化的元素，就是缺少的值。
4. 差分数组：对差分数组求前缀和即可得到原数组

1. 用差值，作为下标，节省空间找东西。比如1900年到2000年，就可以定义100大小的数组，每个数组元素下标的查找为1900。
2. 前缀和数组，对于数组 [1,2,2,4]，其差分数组为 [1,1,0,2]，差分数组的第 ii个数即为原数组的第 i-1 个元素和第 i个元素的差值，也就是说我们对差分数组求前缀和即可得到原数组

5. 前缀和：假设有一个数组arr[1,2,3,4]。然后创建一个前缀和数组sum，记录从开头到每个元素区间的和。第一个元素是0。第二个元素，保存第一个和sum[1] = sum[0]+arr[0]，第二个元素，保存第二个和sum[2] = sum[1]+arr[1]

3. 栈解题思路：倒着入栈，双栈

1. 倒着入栈：适用于出栈时想让输出是正序的情况。比如字符串’abc’，如果倒着入栈，那么栈中元素是（c,b,a）。栈是先进后出，此时出栈，结果为abc。
2. 双栈：适用于实现队列的先入先出效果。一个栈负责输入，另一个栈负责输出。