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LeetCode 96不同的二叉搜索樹&95不同的二叉搜索樹Ⅱ

2021-01-04 11:45:14 軟體設計

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96 不同的二叉搜索樹Ⅱ

給定一個整數 n,求以 1 … n 為節點組成的二叉搜索樹有多少種?

示例:

輸入: 3
輸出: 5
解釋:
給定 n = 3, 一共有 5 種不同結構的二叉搜索樹:

   1         3     3      2      1
    \       /     /      / \      \
     3     2     1      1   3      2
    /     /       \                 \
   2     1         2                 3

分析
首先弄清這棵樹是一顆二叉搜索樹,大的節點只能在右側,小的在左側,所以n個節點如果以第i為節點,那么[1-i-1]的都在左側,[i+1,n]都在右側,
在這里插入圖片描述

如果單單從結構上考慮那么就是:

左側0個數量 x 右側n-1個數量
左側1個數量 x 右側n-2個數量
左側2個數量 x 右側n-3個數量
……
左側n-1個數量 x 右側0個數量

所以這個題父子關系很大,從上就能得到這樣的遞推,當然這題我們使用動態規劃來解決,dp[i]表示i個節點所有可以排列的數量,就得到狀態轉移方程:

dp[i]=sum(dp[j]*dp[i-j-1]) j∈[0,i) (左右子節點之和為i-1)

實作代碼為:

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不同的二叉搜索樹Ⅱ

給定一個整數 n,生成所有由 1 … n 為節點所組成的 二叉搜索樹 ,

示例:

輸入:3
輸出:
[
  [1,null,3,2],
  [3,2,null,1],
  [3,1,null,null,2],
  [2,1,3],
  [1,null,2,null,3]
]
解釋:
以上的輸出對應以下 5 種不同結構的二叉搜索樹:

   1         3     3      2      1
    \       /     /      / \      \
     3     2     1      1   3      2
    /     /       \                 \
   2     1         2                 3
 

提示:

0 <= n <= 8

分析
這題和上一題不一樣,要求我們回傳所有可能的這么一個樹,這題的話我還是使用遞回的方式,當然不可以無腦遞回然后去構造這棵樹因為可能會有重復比如 2 3 1 和 2 1 3這個序列構成樹的結果是一致的,
在這里插入圖片描述

所以要考慮一個沒有重復但能全部覆寫的策略,這題和上一題有一些不一樣的地方就是上一題通過dp可能很多連續數不同但是結構相同我們可以不計算,但這里面每一種情況都需要構建,

所以這題怎么考慮呢?和上題一樣,對于n個節點,我們需要考慮的其實就是n個節點每個為根節點的構造可能性,單獨考慮第i個節點,第i個節點的left和right分別對應一個節點,所以要找到這種節點組合的排列可能,

在具體實作上我們借助一個遞回函式generateTrees(int start, int end)表示從start到end的所有滿足條件的節點,而在這個遞回呼叫的程序中,我們回圈遞回分別獲取根為第1,2,3……n個節點的組成情況(遞回呼叫獲取左右部分節點然后新建節點左右部分),

具體代碼為:

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>();//回傳start-end的所有可能的節點
	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);//左側
		List<TreeNode>rightNodes=generateTrees(i+1,end);//右側
		for(TreeNode lnode:leftNodes)
		{
			for(TreeNode rNode:rightNodes)//進行組合
			{
				TreeNode node=new TreeNode(i);
				node.left=lnode;
				node.right=rNode;
				allList.add(node);//創建新節點添加到集合中
			}
		}
	}
	
	return allList;
}

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