96. Unique Binary Search Trees

xiaoxiao2021-02-27  221

【题目】

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

【分析】

如果把上例的顺序改一下,就可以看出规律了。

比如,以 1 为根的树的个数,等于左子树的个数乘以右子树的个数,左子树是 0 个元素的树,右子树是 2 个元素的树。

以 2 为根的树的个数,等于左子树的个数乘以右子树的个数,左子树是 1个元素的树,右子树也是 1 个元素的树。依此类推。 当数组为 1; 2; 3; .....; n 时,基于以下原则的构建的 BST 树具有唯一性:以 i 为根节点的树,其左子树由 [1, i-1] 构成,其右子树由 [i+1, n] 构成。 定义 f (i) 为以 [1; i] 能产生的 Unique Binary Search Tree 的数目,则 如果数组为空,毫无疑问,只有一种 BST,即空树,f (0) = 1。 如果数组仅有一个元素 1,只有一种 BST,单个节点,f (1) = 1。 如果数组有两个元素 1,2,那么有如下两种可能

f (2) = f (0) * f (1) ,1 为根的情况         + f (1) * f (0) , 2 为根的情况

再看一看 3 个元素的数组,可以发现 BST 的取值方式如下: f (3) =    f (0) * f (2) ,1 为根的情况            + f (1) * f (1) ,2 为根的情况            + f (2) * f (0) ,3 为根的情况

所以,由此观察,可以得出 f 的递推公式为 至此,问题划归为一维动态规划。

【代码】

class Solution { public: int numTrees(int n) { vector<int> res(n+1,0); res[0]=1; res[1]=1; for(int i=2;i<=n;i++){ for(int j=1;j<=i;j++) res[i]+=res[j-1]*res[i-j]; } return res[n]; } };

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