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leetcode95-96 Unique Binary Search Trees I-II

morgan / 1747人閱讀

摘要:在這里我們使用數組中下標為的位置來記錄個元素可以組成的平衡二叉樹的數量。在遞歸的過程中,我們找到以當前節點作為根節點的所有平衡二叉樹,并將結果以形式返回上一級調用。

題目要求
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

返回用1-n這n-1個數字可以構成的全部搜索二叉樹以及其個數。

思路和代碼

如果只是單純的計算二叉樹的數量,其實這就完全轉化成了一道規律題。我們可以從1開始尋找規律。
1: 1
1,2: 12, 21
1,2,3:123,132,213,312,321

我們可以通過dp的方式來記錄。無論以哪一個節點作為root節點,它的左子樹的元素和右子樹的元素都是固定的。也就是說,假設root值為i,那么左子樹的元素為[1...i-1],右子樹的元素為[i+1...n]。因此當前root節點可以生成的平衡二叉樹數量即為左子樹數量*右子樹數量。在這里我們使用int[]數組中下標為n的位置來記錄n個元素可以組成的平衡二叉樹的數量。

    public int numTrees(int n) {
        int[] nums = new int[n+1];
        for(int i = 0 ; i <= n ; i++){
            if(i==0 || i==1) nums[i] = 1;
            else{
                for(int j = 1 ; j<=i ; j++){
                    nums[i] += nums[j-1]*nums[i-j];
                }
            }
        }
        return nums[n];
    }

如果要我們返回具體樹的形態的話,就需要我們通過backtracking的遞歸形式來找到所有的平衡二叉樹。在遞歸的過程中,我們找到以當前節點作為根節點的所有平衡二叉樹,并將結果以list形式返回上一級調用。

    public List generateTrees(int n) {
        if(n==0) return new ArrayList();
        return generateTrees(1,n);
    }
    public List generateTrees(int start, int end){
        List result = new ArrayList();
        if(start>end){
            result.add(null);
        }else if(start==end){
            result.add(new TreeNode(start));
        }else{
            for(int i = start ; i<=end ; i++){
                List left = generateTrees(start, i-1);
                List right = generateTrees(i+1, end);
                for(TreeNode tempLeft : left){
                    for(TreeNode tempRight : right){
                        TreeNode root = new TreeNode(i);
                        root.left = tempLeft;
                        root.right = tempRight;
                        result.add(root);
                    }
                }
            }
            
        }
        return result;
        
    }


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