Create 111. Minimum Depth of Binary Tree.md

競技プロ就活部PR用/111. Minimum Depth of Binary Tree.md

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+
+## BFS 
+時間計算量: O(N)
+空間計算量: O(N)
+
+---
+### 1回目 (2m55s)
+手で行う時をイメージし、すんなり解くことができた。
+
+```python
+class Solution:
+    def minDepth(self, root: Optional[TreeNode]) -> int:
+        if not root:
+            return 0
+        min_leaf_depth = float('inf')
+        next_nodes = deque([(root, 1)])
+
+        while next_nodes:
+            node, depth = next_nodes.popleft()
+
+            if not node.left and not node.right:
+                return depth 
+
+            if node.left: next_nodes.append((node.left, depth + 1))
+            if node.right: next_nodes.append((node.right, depth + 1))
+```
+
+
+### 2回目
+BFSで解けば、子ノードがなくなった時点でそこが最も浅い葉ノードなので、
+min_depthを作成する必要がないことに気がつく。
+```python
+class Solution:
+    def minDepth(self, root: Optional[TreeNode]) -> int:
+        if not root:
+            return 0
+        next_nodes = deque([(root, 1)])
+
+        while next_nodes:
+            node, depth = next_nodes.popleft()
+            if not node.left and not node.right:
+                return depth
+
+            if node.left:  next_nodes.append((node.left, depth + 1))
+            if node.right: next_nodes.append((node.right, depth + 1))
+
+```
+
+### 3回目
+next_nodesに入るのは、nodeだけでなくdepthとのペアのため、命名を変更。
+```python
+class Solution:
+    def minDepth(self, root: Optional[TreeNode]) -> int:
+        if not root:
+            return 0
+        nodes_with_depth = deque([(root, 1)])
+
+        while nodes_with_depth:
+            node, depth = nodes_with_depth.popleft()
+            if not node.left and not node.right:
+                return depth
+
+            if node.left:  nodes_with_depth.append((node.left, depth + 1))
+            if node.right: nodes_with_depth.append((node.right, depth + 1))
+```
+
+
+## DFS
+時間計算量: O(N)
+空間計算量: O(N)
+
+---
+### 1回目
+外部の変数を参照・更新するためnonlocalを指定したが、少し読みづらい。
+```python
+class Solution:
+    def minDepth(self, root: Optional[TreeNode]) -> int:
+        if not root:
+            return 0
+        min_depth = float('inf')
+
+        def minDepth_helper(node, depth):
+            nonlocal min_depth
+            if not node:
+                return depth
+
+            if not node.left and not node.right:
+                min_depth = min(min_depth, depth)
+
+            left_depth = minDepth_helper(node.left, depth + 1)
+            right_depth = minDepth_helper(node.right, depth + 1)
+
+        minDepth_helper(root, 1)
+        return min_depth
+```
+
+### 2回目 nonlocalを使わない方法
+```python
+class Solution:
+    def minDepth(self, root: Optional[TreeNode]) -> int:
+        if not root:
+            return 0
+        if not root.left and not root.right:
+            return 1
+        min_depth = float('inf')
+        if root.left: min_depth = min(min_depth, self.minDepth(root.left))
+        if root.right: min_depth = min(min_depth, self.minDepth(root.right))
+
+        return min_depth + 1
+```
+
+### 追記 stackを利用した解法
+```python
+class Solution:
+    def minDepth(self, root: Optional[TreeNode]) -> int:
+        if not root:
+            return 0
+
+        min_depth = float('inf')
+        nodes_and_depth = [(root, 1)]
+
+        while nodes_and_depth:
+            node, depth = nodes_and_depth.pop()
+            if not node.left and not node.right:
+                min_depth = min(depth, min_depth)
+            if depth >= min_depth: # 枝刈り(depthがmin_depth以上の場合それ以降の探索を打ち切る)を追加
+                continue
+            if node.right: nodes_and_depth.append([node.right, depth + 1])
+            if node.left: nodes_and_depth.append([node.left, depth + 1])
+
+        return min_depth
+```