96 不同的二叉搜尋樹

2021-10-05 01:20:06 字數 1390 閱讀 1622

給定乙個整數 n,求以 1 … n 為節點組成的二叉搜尋樹有多少種?

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尋樹:13

321 \ /

// \ \

321132/

/ \ \

2123

這題我想用95題的思路,構建出來,然後統計最外層的樹的個數。(時間複雜度太高了) 不出意外收穫了lte.

總感覺有什麼不對,感覺有什麼規律。對於95題,我們是把每個結點都當做根結點,在它左邊的結點當做它的左子樹的根,在它右邊的結點當做它的右子樹的根。

這樣的話,其實對於固定長度的序列來說,生成的樹的數目都是一樣的。

也就是說:如果乙個序列的長度為3,別管序列中儲存的值是什麼,那麼他們生成的二叉搜尋樹的數量是確定的。

可見,問題可以分解成規模較小的子問題。因此,我們可以儲存並復用子問題的解。為啥?以序列長度為3為例:

這個序列可生成的樹數為:

以第乙個位置的元素為根,以第二個位置的元素為根,以第三個元素為根。 所有的數加起來。

而以第乙個位置的元素為根,則右邊兩個數是它的右子樹。 右子樹長度為2,它的可生成的樹數為: 以第乙個位置的元素為根,以第二個位置的元素為根。加起來。

而這個第乙個位置元素為根,第二個元素為右子樹的情況,只有一種。

第二個位置為根,第乙個元素為左子樹的情況,只有一種。

所以我們得到長度為2的序列的樹數為2,儲存下來。直接給上層使用。

我們用res陣列來儲存,res[i]為長度為i的序列的二叉搜尋樹的個數。

總結一下就是,為了以 3 為根從序列 [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7] 構建二叉搜尋樹,我們需要從左子串行 [1, 2] 構建左子樹,從右子串行 [4, 5, 6, 7] 構建右子樹,然後將它們組合(即笛卡爾積)。而左子串行[1,2]構建的左子樹的二叉搜尋樹個數等於res[2], [4, 5, 6, 7] 對應res[4]。乘起來即可。為啥呢?左子樹有這麼多種,右子樹有這麼多種,任意組合就是個樹。 所以是笛卡爾積(左邊集合中的所有值分別於右邊集合中的所有值都相乘一遍)。

(方法一)

方法一在數學裡叫做卡特蘭數。我們可以直接用公式來做。

根據這兩個公式,我們可以推出來。(方法二)

public

intnumtrees1

(int n)

}return res[n]

;}

public

intnumtrees

(int n)

return

(int

)res;

}

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