104. Maximum Depth of Binary Tree

maximum-depth-of-binary-tree/memo.md

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+## 問題
+
+[Maximum Depth of Binary Tree - LeetCode](https://leetcode.com/problems/maximum-depth-of-binary-tree/description/)
+
+- 入力
+    - `root`: ルートノード
+        - 木のノードの数は0以上10^4以下
+        - ノードの値は -100以上100以下
+- 出力
+    - 木の深さ
+
+## 解法
+
+### 1. 再帰DFS
+
+- 左右の部分木の深さを聞いて、大きい方に1を足して返すイメージ
+- ノードが nil なら深さは 0 
+- nil でなければ左右の部分木の深さを求め、1を足す
+- 大きい方の値を返す
+- 木のノードの数を n とすると
+    - 時間計算量は O(n)
+        - 各ノードを訪れるので
+        - ノード数は10^4以下なので問題なさそう
+    - 空間計算量は O(n)
+        - スタックの深さ
+        - 最悪の場合は一直線
+
+### 2. 反復DFS
+
+- nilでない子ノードをスタックに積んでいく
+    - 左から見ていきたいので、右から積む
+    - そのノードの深さを一緒に管理する
+- 計算量は同じ
+
+### 3. BFS
+
+- 木の深さごとにノードをキューに入れていく
+- 計算量は同じ
+    - 空間計算量が最大になるのは子の数が最も多い深さのとき
+
+## Step1
+
+### 1.
+
+```go
+/**
+ * Definition for a binary tree node.
+ * type TreeNode struct {
+ *     Val int
+ *     Left *TreeNode
+ *     Right *TreeNode
+ * }
+ */
+func maxDepth(root *TreeNode) int {
+    if root == nil {
+        return 0
+    }
+
+    leftDepth := maxDepth(root.Left)
+    rightDepth := maxDepth(root.Right)
+
+    return max(leftDepth, rightDepth) + 1
+}
+```
+
+### 2.
+
+```go
+/**
+ * Definition for a binary tree node.
+ * type TreeNode struct {
+ *     Val int
+ *     Left *TreeNode
+ *     Right *TreeNode
+ * }
+ */
+func maxDepth(root *TreeNode) int {
+    if root == nil {
+        return 0
+    }
+
+    var maxDepth int
+    nodesToVisit := []NodeWithDepth{
+        {node: root, depth: 1},
+    }
+
+    for len(nodesToVisit) > 0 {
+        topIndex := len(nodesToVisit) - 1 
+        nodeWithDepth := nodesToVisit[topIndex]
+        // GC対象にするため参照を外す
+        nodesToVisit[topIndex].node = nil
+        nodesToVisit = nodesToVisit[:topIndex]
+
+        maxDepth = max(nodeWithDepth.depth, maxDepth)
+
+        node := nodeWithDepth.node
+
+        if node.Right != nil {
+            nodesToVisit = append(nodesToVisit, NodeWithDepth{
+                node: node.Right,
+                depth: nodeWithDepth.depth + 1,
+            })
+        }
+        if node.Left != nil {
+            nodesToVisit = append(nodesToVisit, NodeWithDepth{
+                node: node.Left,
+                depth: nodeWithDepth.depth + 1,
+            })
+        }
+    }
+
+    return maxDepth
+}
+
+type NodeWithDepth struct {
+    node *TreeNode
+    depth int
+}
+```
+
+### 3.
+
+```go
+/**
+ * Definition for a binary tree node.
+ * type TreeNode struct {
+ *     Val int
+ *     Left *TreeNode
+ *     Right *TreeNode
+ * }
+ */
+func maxDepth(root *TreeNode) int {
+    if root == nil {
+        return 0
+    }
+
+    var maxDepth int
+    nodes := []*TreeNode{root}
+
+    for len(nodes) > 0 {
+        var nextNodes []*TreeNode
+        maxDepth++
+
+        for _, node := range nodes {
+            if node.Left != nil {
+                nextNodes = append(nextNodes, node.Left)
+            }
+            if node.Right != nil {
+                nextNodes = append(nextNodes, node.Right)
+            }
+        }
+
+        nodes = nextNodes
+    }
+
+    return maxDepth
+}
+```
+
+## Step2
+
+- 再帰版がいちばんしっくりくる
+
+```go
+func maxDepth(root *TreeNode) int {
+    if root == nil {
+        return 0
+    }
+
+    leftDepth := maxDepth(root.Left)
+    rightDepth := maxDepth(root.Right)
+
+    return max(leftDepth, rightDepth) + 1
+}
+```
+
+### レビューを依頼する方のPR
+
+- [104. Maximum Depth of Binary Tree by TakayaShirai · Pull Request #21 · TakayaShirai/leetcode_practice](https://github.com/TakayaShirai/leetcode_practice/pull/21)
+- [104_maximum_depth_of_binary_tree by Hiroto-Iizuka · Pull Request #21 · Hiroto-Iizuka/coding_practice](https://github.com/Hiroto-Iizuka/coding_practice/pull/21)
+    - 左右の部分木の深さを変数にしないほうを好む人もいる
+        - 変数を使う箇所が1箇所しかない場合、変数を使わないようにするというレビューになるケースはある
+    - `return max(maxDepth(root.Left), maxDepth(root.Right)) + 1`
+        - 読みにくいと感じたので分けたけど、そこまで読みにくいというわけではない
+        - そういうレビューが付いたらまとめてもいい程度
+- [104. Maximum Depth of Binary Tree by dxxsxsxkx · Pull Request #21 · dxxsxsxkx/leetcode](https://github.com/dxxsxsxkx/leetcode/pull/21)
+- [104. Maximum Depth of Binary Tree by mamo3gr · Pull Request #21 · mamo3gr/arai60](https://github.com/mamo3gr/arai60/pull/21)
+- [104. Maximum Depth of Binary Tree by Yuto729 · Pull Request #26 · Yuto729/LeetCode_arai60](https://github.com/Yuto729/LeetCode_arai60/pull/26)
+
+## Step3
+
+```go
+func maxDepth(root *TreeNode) int {
+    if root == nil {
+        return 0
+    }
+
+    return max(maxDepth(root.Left), maxDepth(root.Right)) + 1
+}
+```