104.二叉树的最大深度

题目描述

给定一个二叉树 root ,返回其最大深度。

二叉树的 最大深度 是指从根节点到最远叶子节点的最长路径上的节点数。

示例

示例 1:

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

示例 2:

输入:root = [1,null,2]
输出:2

 提示

  • 树中节点的数量在 [0, 10^4] 区间内。
  • -100 <= Node.val <= 100

代码

 方法 1:递归(深度优先搜索,DFS)

class Solution {
public:
    int maxDepth(TreeNode* root) {
        if (!root) return 0;  // 空节点返回深度0
        int leftDepth = maxDepth(root->left);   // 计算左子树深度
        int rightDepth = maxDepth(root->right); // 计算右子树深度
        return 1 + max(leftDepth, rightDepth);  // 取较大值 + 1(当前节点)
    }
};

方法 2:层序遍历(广度优先搜索,BFS)

#include <queue>

class Solution {
public:
    int maxDepth(TreeNode* root) {
        if (!root) return 0;
        queue<TreeNode*> q;
        q.push(root);
        int depth = 0;
        
        while (!q.empty()) {
            int size = q.size();  // 当前层的节点数
            for (int i = 0; i < size; i++) {
                TreeNode* node = q.front();
                q.pop();
                if (node->left) q.push(node->left);
                if (node->right) q.push(node->right);
            }
            depth++;  // 遍历完一层,深度加1
        }
        
        return depth;
    }
};

### C++ 实现计算二叉树最大深度 #### 方法一:递归法(深度优先遍历) 递归方法利用函数调用来模拟栈的行为,从而简化代码逻辑。此方法通过比较左子树和右子树的高度并返回较大者加一作为当前节点的高度。 ```cpp int maxDepth(TreeNode* root) { if (root == nullptr) return 0; int leftHeight = maxDepth(root->left); int rightHeight = maxDepth(root->right); return std::max(leftHeight, rightHeight) + 1; // 计算高度差并加上根节点本身的高度 } ``` 这种方法的优点在于其简洁性和易读性[^2]。然而,在处理特别深的二叉树时可能会遇到栈溢出的风险,因为每次递归都会占用一定的内存空间用于保存上下文信息[^1]。 #### 方法二:迭代法(广度优先遍历) 为了克服递归可能带来的性能问题,可以采用基于队列的数据结构来进行层次遍历。这种方式不会受到系统默认的最大递归层数限制的影响,并且能够更直观地理解每一层的增长情况。 ```cpp #include <queue> int maxDepth(TreeNode* root) { if (!root) return 0; std::queue<TreeNode*> q; q.push(root); int depth = 0; while (!q.empty()) { ++depth; for (size_t i = q.size(); i > 0; --i) { TreeNode *node = q.front(); q.pop(); if (node->left != nullptr) q.push(node->left); if (node->right != nullptr) q.push(node->right); } } return depth; } ``` 这段代码展示了如何使用标准库中的`std::queue`容器来辅助完成宽度优先搜索过程。每当一层的所有节点都被访问过后,计数器便会增加一次,最终得出整棵树的最大深度
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