111. Minimum Depth of Binary Tree

leetcode/arai60/memo.md

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+# 111. Minimum Depth of Binary Tree
+* 問題: https://leetcode.com/problems/minimum-depth-of-binary-tree/
+* 言語: Python
+
+## Step1
+* 木構造の最小の高さを求める
+* 深さ優先探索（DFS）だとすべてのノードを訪れる必要があるので幅優先探索（BFS）でノードを訪れていき、葉ノードを見つけたらその時点の深さを返し早期終了する方針
+
+### すべてのテストケースを通過しないコード
+```py
+class Solution:
+    def minDepth(self, root: Optional[TreeNode]) -> int:
+        if not root:
+            return 0
+
+        visited_node = deque([root])
+        min_tree_depth = 1
+
+        while visited_node:
+            node = visited_node.popleft()
+            if node.left and node.right:
+                min_tree_depth += 1
+            if not node.left and not node.right:
+                return min_tree_depth
+            if node.left:
+                visited_node.append(node.left)
+            if node.right:
+                visited_node.append(node.right)
+```
+
+* 最初の15分は入力を配列と勘違いしていた
+* 子ノードを2つ持つノードが左側に存在すると余計に1つカウントする
+* 1時間ほど経過していたので正答を見る
+
+### 正答
+```py
+class Solution:
+    def minDepth(self, root: Optional[TreeNode]) -> int:
+        if not root:
+            return 0
+
+        node_and_depth = deque([(root, 1)])
+
+        while node_and_depth:
+            node, depth = node_and_depth.popleft()
+            if not node.left and not node.right:
+                return depth
+            if node.left:
+                node_and_depth.append((node.left, depth + 1))
+            if node.right:
+                node_and_depth.append((node.right, depth + 1))
+```
+* 考え方はだいたい同じだが、木の深さをレベルごとに保持するためにキューにノードとそのレベルでの深さのタプルを格納
+
+## Step2
+* 典型コメント: https://docs.google.com/document/d/11HV35ADPo9QxJOpJQ24FcZvtvioli770WWdZZDaLOfg/edit?tab=t.0#heading=h.prowafrzksyh
+  * https://github.com/sakupan102/arai60-practice/pull/23
+    - Python
+    - 同じBFSだが、2つのlistを使った方法
+  * https://github.com/Yoshiki-Iwasa/Arai60/pull/25
+    - Rust
+    - キューによるBFS、再帰によるDFS
+    - 以下のように、左右の子ノードの処理をまとめているのが印象的
+    ```rust
+        for child in [node_ref.left.as_ref(), node_ref.right.as_ref()] {
+        if let Some(child_node) = child {
+            queue.push_back((Rc::clone(child_node), depth + 1));
+        }
+    }
+    ```
+  * https://github.com/olsen-blue/Arai60/pull/22
+    - Python
+    - > あー、この問題が、たとえば4分木だったら、全部の組み合わせ16通りを全部書き出しますか、という気持ちですね。
+
+### 別解（読みやすく書き直す）
+#### 再帰DFSによる方法
+```py
+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) + 1)
+        if root.right:
+            min_depth = min(min_depth, self.minDepth(root.right) + 1)
+
+        return min_depth
+```
+* 時間計算量: $O(n)$
+
+#### スタックDFSによる方法
+```py
+class Solution:
+    def minDepth(self, root: Optional[TreeNode]) -> int:
+        if not root:
+            return 0
+
+        node_and_depth = [(root, 1)]
+        min_depth = float("inf")
+        while node_and_depth:
+            node, depth = node_and_depth.pop()
+            if not node.left and not node.right:
+                min_depth = min(min_depth, depth)
+            if node.left:
+                node_and_depth.append((node.left, depth + 1))
+            if node.right:
+                node_and_depth.append((node.right, depth + 1))
+
+        return min_depth
+```
+* 時間計算量: $O(n)$
+
+# Step3
+* BFSによる方法
+```py
+class Solution:
+    def minDepth(self, root: Optional[TreeNode]) -> int:
+        if not root:
+            return 0
+
+        node_and_depth = deque([(root, 1)])
+        while node_and_depth:
+            node, depth = node_and_depth.popleft()
+            if not node.left and not node.right:
+                return depth
+            if node.left:
+                node_and_depth.append((node.left, depth + 1))
+            if node.right:
+                node_and_depth.append((node.right, depth + 1))
+```
+* 解答時間:
+  - 1回目: 1:50
+  - 2回目: 1:57
+  - 3回目: 1:55