96 不同的二叉搜索树Ⅱ
给定一个整数 n,求以 1 … n 为节点组成的二叉搜索树有多少种?
示例:
输入: 3 输出: 5 解释: 给定 n = 3, 一共有 5 种不同结构的二叉搜索树: 1 3 3 2 1 \ / / / \ \ 3 2 1 1 3 2 / / \ \ 2 1 2 3
分析
首先弄清这棵树是一颗二叉搜索树。大的节点只能在右侧,小的在左侧。所以n个节点如果以第i为节点,那么[1-i-1]的都在左侧,[i+1,n]都在右侧。
如果单单从结构上考虑那么就是:
左侧0个数量 x 右侧n-1个数量
左侧1个数量 x 右侧n-2个数量
左侧2个数量 x 右侧n-3个数量
……
左侧n-1个数量 x 右侧0个数量
所以这个题父子关系很大,从上就能得到这样的递推,当然这题我们使用动态规划来解决,dp[i]表示i个节点所有可以排列的数量。就得到状态转移方程:
dp[i]=sum(dp[j]*dp[i-j-1]) j∈[0,i)
(左右子节点之和为i-1)
实现代码为:
class Solution { public int numTrees(int n) { if(n<2)return n; int dp[]=new int [n+1]; dp[0]=1; dp[1]=1; for(int i=2;i<n+1;i++) { for(int j=0;j<i;j++) { dp[i]+=dp[j]*dp[i-j-1]; } } return dp[n]; } }
95不同的二叉搜索树Ⅱ
给定一个整数 n,生成所有由 1 … n 为节点所组成的 二叉搜索树 。
示例:
输入:3 输出: [ [1,null,3,2], [3,2,null,1], [3,1,null,null,2], [2,1,3], [1,null,2,null,3] ] 解释: 以上的输出对应以下 5 种不同结构的二叉搜索树: 1 3 3 2 1 \ / / / \ \ 3 2 1 1 3 2 / / \ \ 2 1 2 3 提示: 0 <= n <= 8
分析
这题和上一题不一样,要求我们返回所有可能的这么一个树,这题的话我还是使用递归的方式,当然不可以无脑递归然后去构造这棵树因为可能会有重复比如 2 3 1 和 2 1 3这个序列构成树的结果是一致的。
所以要考虑一个没有重复但能全部覆盖的策略。这题和上一题有一些不一样的地方就是上一题通过dp可能很多连续数不同但是结构相同我们可以不计算,但这里面每一种情况都需要构建。
所以这题怎么考虑呢?和上题一样,对于n个节点,我们需要考虑的其实就是n个节点每个为根节点的构造可能性。单独考虑第i个节点,第i个节点的left和right分别对应一个节点。所以要找到这种节点组合的排列可能。
在具体实现上我们借助一个递归函数generateTrees(int start, int end)表示从start到end的所有满足条件的节点。而在这个递归调用的过程中,我们循环递归分别获取根为第1,2,3……n个节点的组成情况(递归调用获取左右部分节点然后新建节点左右部分)。
具体代码为:
public List<TreeNode> generateTrees(int n) { if(n==0) return new ArrayList<TreeNode>(); return generateTrees(1,n); } private List<TreeNode> generateTrees(int start, int end) { // TODO Auto-generated method stub List<TreeNode> allList=new ArrayList<TreeNode>();//返回start-end的所有可能的节点 if(start>end)//要有null { allList.add(null); return allList; } for(int i=start;i<=end;i++) { List<TreeNode>leftNodes=generateTrees(start,i-1);//左侧 List<TreeNode>rightNodes=generateTrees(i+1,end);//右侧 for(TreeNode lnode:leftNodes) { for(TreeNode rNode:rightNodes)//进行组合 { TreeNode node=new TreeNode(i); node.left=lnode; node.right=rNode; allList.add(node);//创建新节点添加到集合中 } } } return allList; }
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