104. Maximum Depth of Binary Tree

104_maximum_depth_of_binary_tree.dart

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+/**
+ * Definition for a binary tree node.
+ * class TreeNode {
+ *   int val;
+ *   TreeNode? left;
+ *   TreeNode? right;
+ *   TreeNode([this.val = 0, this.left, this.right]);
+ * }
+ */
+
+// Step 1:
+// 手作業でやる場合を考える。
+// とりあえず、末端のノードまでいく道を全て調べて、最も深かった道の長さを返すだけ。
+// 深さ優先探索でやればいい。
+// 幅優先探索でもできるけど、個人的に直感的なのは深さ優先探索。
+// 計算量は、O(N)で全部のノードを回る必要がある。最大数は 10^4 らしく、Dart はだいたい 10^4 steps/ms なので、1ms ぐらいで終わる。
+
+import "dart:collection";
+
+class Solution {
+  int maxDepth(TreeNode? root) {
+    if (root == null) {
+      return 0;
+    }
+
+    var maxDepth = 1;
+    var nodesWithDepths = [(root, 1)];
+
+    while (!nodesWithDepths.isEmpty) {
+      var (node, depth) = nodesWithDepths.removeLast();
+      maxDepth = max(depth, maxDepth);
+
+      if (node.left != null) {
+        nodesWithDepths.add((node.left!, depth + 1));
+      }
+
+      if (node.right != null) {
+        nodesWithDepths.add((node.right!, depth + 1));
+      }
+    }
+
+    return maxDepth;
+  }
+}
+
+// 再帰で書く。
+class Solution {
+  int maxDepth(TreeNode? root) {
+    if (root == null) {
+      return 0;
+    }
+
+    final leftTreeDepth = maxDepth(root.left);
+    final rightTreeDepth = maxDepth(root.right);
+
+    return 1 + max(leftTreeDepth, rightTreeDepth);
+  }
+}
+
+class Solution {
+  int maxDepth(TreeNode? root) {
+    int maxDepthHelper(TreeNode? node, int previousDepth) {
+      if (node == null) {
+        return previousDepth;
+      }
+
+      return max(
+        maxDepthHelper(node.left, previousDepth + 1),
+        maxDepthHelper(node.right, previousDepth + 1),
+      );
+    }
+
+    return maxDepthHelper(root, 0);
+  }
+}
+
+// 一応幅優先探索もかく。
+class Solution {
+  int maxDepth(TreeNode? root) {
+    if (root == null) {
+      return 0;
+    }
+
+    var depth = 0;
+    var sameLevelNodes = Queue<TreeNode>.from([root]);
+
+    while (!sameLevelNodes.isEmpty) {
+      final nodesCount = sameLevelNodes.length;
+      var nextLevelNodes = Queue<TreeNode>();
+
+      for (var i = 0; i < nodesCount; i++) {
+        var node = sameLevelNodes.removeFirst();
+
+        if (node.left != null) {
+          nextLevelNodes.add(node.left!);
+        }
+
+        if (node.right != null) {
+          nextLevelNodes.add(node.right!);
+        }
+      }
+
+      depth++;
+      sameLevelNodes = nextLevelNodes;
+    }
+
+    return depth;
+  }
+}
+
+// Step 2:
+// コメント集、他の人のコードも読む。
+//
+// https://github.com/naoto-iwase/leetcode/pull/20/changes#diff-4888d90f21aa6972ed6808284b2125b5a2c17a69b8e80975819c489b26a80330R29
+// node の追加を関数で切り分けることで、メインの流れをスッキリさせていて良かった。
+// 幅優先探索の場合、自分は for 文の回数をnode の数から決めて回していたが、
+// nextLevelNodes を分けているなら、 確かに for (var node in sameLevelNodes) みたいな形で書いても良い。
+//
+// どのコメントだったかを見失ってしまったが、
+// ノードが null かどうかを確認してから、Queue, Stack に入れるのではなく、確認せずに入れて、後で処理をする際に null の確認をする方針もある。
+// 後者の方がコードとしてはスッキリしそう。
+//
+
+// スタックの解法（null の確認を後でやる）
+class Solution {
+  int maxDepth(TreeNode? root) {
+    var maxDepth = 0;
+    var nodesWithDepths = [(root, 1)];
+
+    while (!nodesWithDepths.isEmpty) {
+      var (node, depth) = nodesWithDepths.removeLast();
+
+      if (node == null) {
+        continue;
+      }
+
+      maxDepth = max(depth, maxDepth);
+      nodesWithDepths.add((node.left, depth + 1));
+      nodesWithDepths.add((node.right, depth + 1));
+    }
+
+    return maxDepth;
+  }
+}
+
+// もしくは、関数で切り分ける。（色々な書き方を試すために、幅優先探索でかく。）
+// 書いて思ったが、これだけのために関数に切り出すのは大袈裟な気もした。
+// 単純に null でも Queue に入れてしまって、後から null チェックしてもいい。
+class Solution {
+  int maxDepth(TreeNode? root) {
+    void addNodesIfExist(TreeNode? node, Queue<TreeNode?> nodes) {
+      if (node != null) {
+        nodes.add(node);
+      }
+    }
+
+    if (root == null) {
+      return 0;
+    }
+
+    var depth = 0;
+    var sameLevelNodes = Queue<TreeNode>.from([root]);
+
+    while (!sameLevelNodes.isEmpty) {
+      var nextLevelNodes = Queue<TreeNode>();
+
+      for (var node in sameLevelNodes) {
+        addNodesIfExist(node?.left, nextLevelNodes);
+        addNodesIfExist(node?.right, nextLevelNodes);
+      }
+
+      depth++;
+      sameLevelNodes = nextLevelNodes;
+    }
+
+    return depth;
+  }
+}
+
+// null でも Queue に入れてしまって、後から null チェックをする方法。
+class Solution {
+  int maxDepth(TreeNode? root) {
+    var sameLevelNodes = Queue<TreeNode?>.from([root]);
+    var depth = 0;
+
+    while (!sameLevelNodes.isEmpty) {
+      var nextLevelNodes = Queue<TreeNode?>();
+
+      for (var node in sameLevelNodes) {
+        if (node == null) {
+          continue;
+        }
+
+        nextLevelNodes.add(node.left);
+        nextLevelNodes.add(node.right);
+      }
+
+      if (nextLevelNodes.isEmpty) {
+        break;
+      }
+
+      depth++;
+      sameLevelNodes = nextLevelNodes;
+    }
+
+    return depth;
+  }
+}
+
+// Step 3:
+// DFS の再帰が一番しっくりくるので、それで書く。
+class Solution {
+  int maxDepth(TreeNode? root) {
+    if (root == null) {
+      return 0;
+    }
+
+    final leftTreeDepth = maxDepth(root.left);
+    final rightTreeDepth = maxDepth(root.right);
+
+    return 1 + max(leftTreeDepth, rightTreeDepth);
+  }
+}