C++如何计算二叉树的最大深度和最小深度

浅强吖_2721

浅强吖_2721

2026-10-22

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原创

最大深度递归需判空节点返回0,非空则取左右子树最大值加1;最小深度递归需避免空子树干扰,用int_max代替,或改用bfs层序遍历直接在首次遇叶子时返回深度。

c++如何计算二叉树的最大深度和最小深度

用递归算最大深度,别漏掉空节点的边界处理

最大深度本质是根到最远叶子节点的边数(或节点数,看题目定义),递归写法最直观。关键点在于:空节点深度为 0,非空节点深度为左右子树深度的最大值加 1。

容易踩的坑:nullptr 没判直接访问 left/right 会崩溃;有人误把“空节点返回 -1”再加 1,逻辑绕且易错。

  • 标准定义下,空树深度为 0,单节点树深度为 1
  • 递归终止条件必须是 root == nullptr,返回 0
  • 不要在递归前做 if (root->left == nullptr && root->right == nullptr) 特判叶子——这不简化逻辑,反而增加分支
int maxDepth(TreeNode* root) {
    if (root == nullptr) return 0;
    return std::max(maxDepth(root->left), maxDepth(root->right)) + 1;
}

最小深度不是“左右子树最小值加 1”,要区分单子树情况

最小深度是根到最近叶子节点的节点数(或边数)。陷阱在于:如果某节点只有左子树,它的最小深度不能只看左子树——因为右子树为空,不能算作一条有效路径。必须确保目标节点是叶子(left == nullptr && right == nullptr)。

常见错误现象:minDepth(root->left) 和 minDepth(root->right) 直接取 std::min,导致空子树返回 0,结果变成 0 + 1 = 1,误判成深度 1。

C++14
C++14

C++14 对 C++11 的修正与增强版本,适合旧系统维护和较老工具链兼容。

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  • 遇到空节点,返回一个极大值(如 INT_MAX),避免干扰 std::min
  • 遇到叶子节点,立即返回 1
  • 若左/右子树之一为空,只递归非空侧
int minDepth(TreeNode* root) {
    if (root == nullptr) return 0;
    if (root->left == nullptr && root->right == nullptr) return 1;
    int left = (root->left) ? minDepth(root->left) : INT_MAX;
    int right = (root->right) ? minDepth(root->right) : INT_MAX;
    return std::min(left, right) + 1;
}

BFS 层序遍历求最小深度更直观,适合避免递归栈溢出

最小深度天然适合 BFS:第一次遇到叶子节点时的层数就是答案。相比 DFS 递归,BFS 不需要回溯、无栈溢出风险,且提前终止效率高。

使用场景:树可能极不平衡(比如退化成链表),递归深度接近 10⁵ 级别时,BFS 更稳妥。

  • 用 queue<treenode></treenode> 存节点,另用变量记录当前层节点数
  • 每处理完一层,深度 +1;一旦发现某个节点的 left 和 right 都为 nullptr,立刻返回当前深度
  • 不需要额外空间存整棵树结构,空间复杂度是单层最宽宽度
int minDepth(TreeNode* root) {
    if (root == nullptr) return 0;
    queue<treenode> q;
    q.push(root);
    int depth = 1;
    while (!q.empty()) {
        int size = q.size();
        for (int i = 0; i left == nullptr && node->right == nullptr) return depth;
            if (node->left) q.push(node->left);
            if (node->right) q.push(node->right);
        }
        ++depth;
    }
    return depth;
}</treenode>

LeetCode 题号和定义差异必须核对清楚

不同平台对“深度”的定义可能不同:LeetCode 104. Maximum Depth of Binary Tree 和 111. Minimum Depth of Binary Tree 都以节点数计(空树为 0,单节点为 1);但有些题或教材按边数计(单节点为 0)。不看清题干直接套模板,可能全错。

  • 检查输入约束:是否含空树?是否有极端倾斜数据?决定用递归还是 BFS
  • 确认返回值单位:是节点数还是边数?影响初始值和终止条件
  • C++ 中 INT_MAX 要包含 <climits></climits>,否则编译失败

最小深度的递归逻辑比最大深度多一层存在性判断,这是最容易忽略的复杂点。

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