(Leetcode 95+96)Unique Binary Search Trees 动态规划 分治

1. (Leetcode 96)Unique Binary Search Trees

第一道题目,求1-n的数字组成BST的所有方法数
BST即二叉排序树,其先序遍历序列为从小到大排列。

题目原文:
Given n, how many structurally unique BST’s (binary search trees) that store values 1…n?
For example,
Given n = 3, there are a total of 5 unique BST’s.

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

解法:动态规划

拿到n个数字后,从中依次选取一个作为根结点,遍历其左子树和右子树的所有方法的所有笛卡尔积组合,累加,作为该点作为根节点的方法数。
注释比较详细,直接看代码吧

    int numTrees(int n) {
        //申请n+1个空间是因为空子树也是一种形式
        vector<int> res(n+1, 0);
        //初始化 n = 0 和 n = 1的情况分别代表该子树为空或该子树只有一个节点,都只有一种解法,故而都置为1
        res[0] = res[1] = 1;
        //动态规划,从n = 2开始循环,一直到 n
        for(int k = 2;k <= n;++k){
            res[k] = 0;  //首先初始化为0
            //凡是 1-k 的数字都可以作为根节点,这时需要循环所有左子树和右子树的组合,累计当节点个数为k时构成BST的方法数
            for(int i = 1;i <= k;++i){  //循环i,即将i作为根节点时累加所有的方法数,其中i = 1时左子树为空,i = k时右子树为空
                res[k] += res[i-1] * res[k-i];  //此处用乘法,即左子树组合和右子树组合笛卡尔积
            }
        }
        return res[n];
    }

2. (Leetcode 95)Unique Binary Search Trees ||

第二道题目,相对于第一道题目加大了难度,需要我们不仅仅对BST的原理比较了解,还要求返回构造出的BST的根节点。题目给出了数据结构。下面我把我自己实现的代码,包括main函数和数据结构分享给大家,程序是可以运行的。

基本思路是分治和递归,也可以用动态规划来做,下面代码是基于分治法的。

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;

//Definition for a binary tree node.
struct TreeNode {
    int val;
    TreeNode *left;
    TreeNode *right;
    TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
};

class Solution {
public:
    //--------------------------------------------------------
    //分治递归解法
    vector<TreeNode *> generateTree(int from, int to)
    {
        vector<TreeNode *> ret;
        if(to - from < 0)   //此时子树为空,方法数为1
            ret.push_back(NULL);
        if(to - from == 0)   //此时子树只有一个节点,方法数为1
            ret.push_back(new TreeNode(from));
        //当方法数不为1时进行循环
        if(to - from > 0)
        {
            //i作为根节点,遍历其左右子树的各种情况
            for(int i = from; i <= to; i++)
            {
                vector<TreeNode *> l = generateTree(from, i-1);  //左子树集合
                vector<TreeNode *> r = generateTree(i+1, to);    //右子树集合
                //左子树和右子树的全组合
                for(int j = 0; j < l.size(); j++)
                {
                    for(int k = 0; k < r.size(); k++)
                    {
                        TreeNode * h = new TreeNode(i);
                        h->left = l[j];
                        h->right = r[k];
                        ret.push_back(h);
                    }
                }
            }
        }
        return ret;
    }

    vector<TreeNode *> generateTrees(int n) {
        if(n == 0)
            return vector<TreeNode*>();
        return generateTree(1, n);
    }
};

int main(){
    int n = 3;
    Solution sul;
    vector<TreeNode*> res = sul.generateTrees(n);

    getchar();
    return 0;
}

你可能感兴趣的:(LeetCode,动态规划,分治,BST)