LeetCode 104. 二叉树的最大深度(C#实现)——二叉树,BFS,DFS,递归,迭代

一、问题
https://leetcode-cn.com/problems/maximum-depth-of-binary-tree/

给定一个二叉树，找出其最大深度。

二叉树的深度为根节点到最远叶子节点的最长路径上的节点数。

说明: 叶子节点是指没有子节点的节点。

示例：
给定二叉树 [3,9,20,null,null,15,7]，

    3
   / 
  9  20
    /  
   15   7

返回它的最大深度 3 。

二、GitHub实现：https://github.com/JonathanZxxxx/LeetCode/blob/master/MaxDepthClass.cs

　　Blog：https://www.cnblogs.com/zxxxx/

三、思路

　　1、深度优先搜索，递归：对左右孩子进行DFS递归，得出最大值

　　2、深度优先搜索，迭代：获取最深的节点深度。根节点和当前节点深度1入栈，每次迭代中，获取并移除栈顶元素，比较当前节点深度和当前深度，取最大值，当前节点右孩子不为空的话，将右孩子和当前节点深度加一入栈，左孩子同理

　　3、广度优先搜索，迭代：记录二叉树的层数。根节点入队列，每次迭代，当前深度加一，循环当前队列长度，每次循环，获取并移队列顶元素，当前节点左孩子不为空，入队列，右孩子同理

四、代码实现

    public class MaxDepthClass
    {
        public class TreeNode
        {
            public int val;
            public TreeNode left;
            public TreeNode right;
            public TreeNode(int x) { val = x; }
        }

        /// <summary>
        /// 深度优先搜索，递归
        /// </summary>
        /// <param name="root"></param>
        /// <returns></returns>
        public int MaxDepth(TreeNode root)
        {
            if (root == null) return 0;
            var left = MaxDepth(root.left);
            var right = MaxDepth(root.right);
            return Math.Max(left, right) + 1;
        }

        /// <summary>
        /// 广度优先搜索，迭代
        /// </summary>
        /// <param name="root"></param>
        /// <returns></returns>
        public int MaxDepthBFS(TreeNode root)
        {
            if (root == null) return 0;
            var queue = new Queue<TreeNode>();
            queue.Enqueue(root);
            var count = 0;
            while (queue.Any())
            {
                count++;
                var length = queue.Count;
                for (int i = 0; i < length; i++)
                {
                    var current = queue.Dequeue();
                    if (current.left != null) queue.Enqueue(current.left);
                    if (current.right != null) queue.Enqueue(current.right);
                }
            }
            return count;
        }

        /// <summary>
        /// 深度优先搜索，迭代
        /// </summary>
        /// <param name="root"></param>
        /// <returns></returns>
        public int MaxDepthDFS(TreeNode root)
        {
            if (root == null) return 0;
            var stack = new Stack<Tuple<TreeNode, int>>();
            var depth = 0;
            stack.Push(new Tuple<TreeNode, int>(root, 1));
            while (stack.Any())
            {
                var current = stack.Pop();
                depth = Math.Max(depth, current.Item2);
                if (current.Item1.right != null) stack.Push(new Tuple<TreeNode, int>(current.Item1.right, current.Item2 + 1));
                if (current.Item1.left != null) stack.Push(new Tuple<TreeNode, int>(current.Item1.left, current.Item2 + 1));
            }
            return depth;
        }
    }