111. Minimum Depth of Binary Tree

Arai60/27. Minimum Depth of Binary Tree/Makefile

@@ -0,0 +1,12 @@
+NAME = a.out
+SRC = main.cpp
+CXX = g++
+CXXFLAGS = -Wall -Wextra -Werror -std=c++11
+
+all: $(NAME)
+
+$(NAME): $(SRC) step1.hpp
+	$(CXX) -o $(NAME) $(SRC) $(CXXFLAGS)
+
+run: $(NAME)
+	./$(NAME)

Arai60/27. Minimum Depth of Binary Tree/main.cpp

@@ -0,0 +1,63 @@
+#include "step3.hpp"
+#include <iostream>
+#include <queue>
+
+#define null 9999999
+
+TreeNode *buildTree(std::initializer_list<int> values) {
+  if (values.size() == 0) {
+    return nullptr;
+  }
+  TreeNode *root = new TreeNode(*values.begin());
+  std::queue<TreeNode *> nodes;
+  nodes.push(root);
+  for (size_t i = 1; i < values.size(); ++i) {
+    auto node = nodes.front();
+    nodes.pop();
+    int val1 = *(values.begin() + i);
+    int val2 = *(values.begin() + ++i);
+    if (val1 != null) {
+      node->left = new TreeNode(val1);
+      nodes.push(node->left);
+    }
+    if (val2 != null) {
+      node->right = new TreeNode(val2);
+      nodes.push(node->right);
+    }
+  }
+  return root;
+}
+
+void printTestCase(std::initializer_list<int> values) {
+  std::cout << "Test case: [";
+  for (auto it = values.begin(); it != values.end(); ++it) {
+    if (*it == null) {
+      std::cout << "null";
+    } else {
+      std::cout << *it;
+    }
+    if (it != values.end() - 1) {
+      std::cout << ",";
+    }
+  }
+  std::cout << "]" << std::endl;
+}
+
+void test(std::initializer_list<int> values, int expected) {
+  TreeNode *root = buildTree(values);
+  printTestCase(values);
+  Solution solution;
+  int result = solution.minDepth(root);
+  if (result == expected) {
+    std::cout << "PASSED" << std::endl;
+  } else {
+    std::cout << "FAILED" << std::endl;
+  }
+}
+
+int main() {
+  test({}, 0);
+  test({1}, 1);
+  test({3, 9, 20, null, null, 15, 7}, 2);
+  test({2, null, 3, null, 4, null, 5, null, 6}, 5);
+}

Arai60/27. Minimum Depth of Binary Tree/step1.hpp

@@ -0,0 +1,59 @@
+/*
+  何がわからなかったか
+   - N/A
+  何を考えて解いていたか
+   1. min depthを求めるので、BFSを使いたい
+  正解してから気づいたこと
+   - 最後のunreachableなcodeについて、どうしたらいいか
+     std::unreachableはC++23から使えるらしいが、新しすぎるか
+     https://en.cppreference.com/w/cpp/utility/unreachable
+     __builtin_unreachable()を使うのが良いかもしれないが、それもどうか
+   - depthはqueueに入れてしまった方が見通しが良いかも
+*/
+#ifndef STEP1_HPP
+#define STEP1_HPP
+/**
+ * Definition for a binary tree node.
+ */
+struct TreeNode {
+  int val;
+  TreeNode *left;
+  TreeNode *right;
+  TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
+  TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
+  TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right)
+      : val(x), left(left), right(right) {}
+};
+
+#include <queue>
+
+class Solution {
+public:
+  int minDepth(TreeNode *root) {
+    if (root == nullptr)
+      return 0;
+    std::queue<TreeNode *> visitQueue;
+    int depth = 1;
+    visitQueue.push(root);
+    while (!visitQueue.empty()) {
+      int numInThisDepth = visitQueue.size();
+      for (int i = 0; i < numInThisDepth; ++i) {
+        auto node = visitQueue.front();
+        visitQueue.pop();
+        if (node->left == nullptr && node->right == nullptr) {
+          return depth;
+        }
+        if (node->left) {
+          visitQueue.push(node->left);
+        }
+        if (node->right) {
+          visitQueue.push(node->right);
+        }
+      }
+      ++depth;
+    }
+    // This should never be reached
+    return depth;
+  }
+};
+#endif // STEP1_HPP

Arai60/27. Minimum Depth of Binary Tree/step2.hpp

@@ -0,0 +1,89 @@
+/*
+ 講師陣はどのようなコメントを残すだろうか？
+  - コードの移植性について
+ 他の人のコードを読んで考えたこと
+  - https://github.com/colorbox/leetcode/pull/36
+    pushの代わりにemplaceを使っているが、どう違うんだっけ
+  - (!ptr)と(ptr == nullptr)は
+    郷に行っては郷に従えスタンスだけど、自分で書く場合はいつも迷う。
+    個人的には前者は短いけど分かりづらく、後者好きだけど長くなる。
+
+ 改善する時にかんがえたこと
+  - そもそもgcc/clang以外でコンパイルしたことがないから他のコンパイラ(主にMSVC?)のためにどれくらいポータブルなコードを書くべきなのかがよくわかっていない。
+    (std::unreachableはC++23からで新しすぎるかな）
+    https://en.cppreference.com/w/cpp/utility/unreachable
+  - なるほど、新しく値をコンストラクトしてpushするとcopy/moveしてしまうので、
+    コンストラクタの引数をemplaceに渡す方が効率が良いということか。
+    https://en.cppreference.com/w/cpp/container/queue/emplace
+    https://stackoverflow.com/questions/26198350/c-stacks-push-vs-emplace
+  - DFSで書くときには、当初leftかrightが0の場合を考慮せずreturnしてしまった
+    なんか考慮漏れがあってスッと書けない感じがした
+
+*/
+#ifndef STEP2_HPP
+#define STEP2_HPP
+/**
+ * Definition for a binary tree node.
+ */
+struct TreeNode {
+  int val;
+  TreeNode *left;
+  TreeNode *right;
+  TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
+  TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
+  TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
+};
+
+#include <queue>
+#include <utility>
+
+class Solution {
+public:
+  // 1. depthをqueueに
+  // 2. __builtin_unreachable()を使ってみた（gcc/clangのみだが）
+  // 3. pushの代わりにemplaceを使ってみた
+  int minDepth(TreeNode* root) {
+    if (root == nullptr) return 0;
+    std::queue<std::tuple<TreeNode *, int>> visitQueue;
+    visitQueue.emplace(root, 1);
+    while (!visitQueue.empty()) {
+      auto [node, depth] = visitQueue.front();
+      visitQueue.pop();
+      if (node->left == nullptr && node->right == nullptr) { return depth; }
+      if (node->left) { visitQueue.emplace(node->left, depth + 1); }
+      if (node->right) { visitQueue.emplace(node->right, depth + 1); }
+    }
+    __builtin_unreachable();
+  }
+
+  // root == nullptrを特別扱いせずにdummyを使ってみる
+  int minDepth2(TreeNode* root) {
+    TreeNode dummy(0, root, nullptr);
+    std::queue<std::tuple<TreeNode *, int>> visitQueue;
+    visitQueue.emplace(&dummy, 0);
+    while (!visitQueue.empty()) {
+      auto [node, depth] = visitQueue.front();
+      visitQueue.pop();
+      if (node->left == nullptr && node->right == nullptr) { return depth; }
+      if (node->left) { visitQueue.emplace(node->left, depth + 1); }
+      if (node->right) { visitQueue.emplace(node->right, depth + 1); }
+    }
+    __builtin_unreachable();
+  }
+
+  // DFSでもやってみる
+  // どちらにせよO(N)だが平衡に近い木ではだいぶ不利なはず
+  int minDepth3(TreeNode* root) {
+    auto dfs = [&](auto &&self, TreeNode *node) -> int {
+      if (node == nullptr) { return 0; }
+      int left = self(self, node->left);
+      int right = self(self, node->right);
+      if (left == 0) { return 1 + right; }
+      if (right == 0) { return 1 + left; }
+      return 1 + std::min(left, right);
+    };
+    return dfs(dfs, root);
+  }
+};
+#endif // STEP2_HPP
+

Arai60/27. Minimum Depth of Binary Tree/step3.hpp

@@ -0,0 +1,37 @@
+/*
+  3問連続で正解するのにかかった時間 10分
+  時間計算量: O(N)
+  空間計算量: O(N)
+*/
+
+#ifndef STEP3_HPP
+#define STEP3_HPP
+
+#include <queue>
+
+struct TreeNode {
+  int val;
+  TreeNode *left;
+  TreeNode *right;
+  TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
+  TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
+  TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right): val(x), left(left), right(right) {}
+};
+
+class Solution {
+public:
+  int minDepth(TreeNode *root) {
+    if (root == nullptr) return 0;
+    std::queue<std::tuple<TreeNode*, int>> visitQueue;
+    visitQueue.emplace(root, 1);
+    while (!visitQueue.empty()) {
+      auto [node, depth] = visitQueue.front();
+      visitQueue.pop();
+      if (node->left == nullptr && node->right == nullptr) return depth;
+      if (node->left) visitQueue.emplace(node->left, depth + 1);
+      if (node->right) visitQueue.emplace(node->right, depth + 1);
+    }
+    __builtin_unreachable();
+  }
+};
+#endif