不同的搜索二叉树,不同的二叉搜索树Ⅱ

不同的搜索二叉树

给定一个整u数't no,求以 'i1 ...'n n 为节ng点组成的二叉搜'd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

思路:主要是明白一个公式,卡特兰数。h(n)= h(0)*h(n-1)+h(1)*h(n-2) + ... + h(n-1)*h(0) (n>=2)。因为计算中用到很多子序列,故DP思想将子序列都存起来。

 

不同的搜索二叉树,不同的二叉搜索树Ⅱ_第1张图片

卡特兰数的应用:

    二叉树的计数:已知二叉树有 n 个结点,求能构成多少种不同的二叉树
    括号化问题:一个合法的表达式由()包围,()可以嵌套和连接,如:(())()也是合法表达式,现给出 n 对括号,求可以组成的合       法表达式的个数
    划分问题:将一个凸 n+2 多边形区域分成三角形区域的方法数
    出栈问题:一个栈的进栈序列为1,2,3,..n,求不同的出栈序列有多少种
    路径问题:在 n*n 的方格地图中,从一个角到另外一个角,求不跨越对角线的路径数有多少种
    握手问题:2n 个人均匀坐在一个圆桌边上,某个时刻所有人同时与另一个人握手,要求手之间不能交叉,求共有多少种握手       方法
 

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

思路:实际上就是去生成二叉搜索树,我们这里采用递归的思想,因为A[1...n]中任意一个节点都可以做根节点,所以我们可以循环遍历出所有节点做根的情况,那么我们取当A[j]做根节点时来处理。A[1...j-1]就是左子树上的节点,A[j+1...n]就是右子树上的节点。而左子树又是A[1...j-1]中节点构成的子树,右子树是A[j+1,n]中节点构成的子树,故可以递归来求。

不同的搜索二叉树,不同的二叉搜索树Ⅱ_第2张图片

如此递归结果没什么问题,不过效率却并不是最高,因为递归中所求的一些子序列是重复的,这样的话会浪费很多空间和时间,故我们用DP思想来解决这类问题,现在我们来看一下哪里重复了。

不同的搜索二叉树,不同的二叉搜索树Ⅱ_第3张图片

这里我并没有分的很细,只是初步分析了一下,我们就发现划线的部分的子序列是重复的,所以我们可以用一个二维数组去存储子序列,每次递归子序列时先去表里查一下是否已有,若有则拿出来用,这样的话时间空间都被省下来了。

不同的搜索二叉树,不同的二叉搜索树Ⅱ_第4张图片

 

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