2021.06.03加分二叉树
题目描述
设一个 n 个节点的二叉树 tree 的中序遍历为(1,2,3,…,n),其中数字 1,2,3,…,n 为节点编号。每个节点都有一个分数(均为正整数),记第 i 个节点的分数为 did_idi
,tree 及它的每个子树都有一个加分,任一棵子树 subtree(也包含 tree 本身)的加分计算方法如下:
subtree 的左子树的加分 × subtree 的右子树的加分 + subtree 的根的分数。
若某个子树为空,规定其加分为 1,叶子的加分就是叶节点本身的分数。不考虑它的空子树。
试求一棵符合中序遍历为 (1,2,3,…,n) 且加分最高的二叉树 tree。要求输出
tree 的最高加分。
tree 的前序遍历。
输入格式
第 1 行 1 个整数 n,为节点个数。
第 2 行 n 个用空格隔开的整数,为每个节点的分数
输出格式
第 1 行 1 个整数,为最高加分(Ans≤4,000,000,000)。
第 2 行 n 个用空格隔开的整数,为该树的前序遍历。
样例输入
5
5 7 1 2 10
样例输出
145
3 1 2 4 5
数据规模和约定
1≤n<30,节点的分数是小于 100 的正整数,答案不超过 4×1094 \times 10^94×109
思路
由于其说明了中序遍历顺序,所以可以采用线段树+区间dp
- 动规思路:
由于二叉树的分数只和谁为根有关,所以我们需要穷举所有跟的情况。
先从根部开始向上dp,即考虑区间长度为1,一直遍历到长度为n-1. - 定义状态:
dp[i][j]: 第i个节点到第j个节点生成数的最大得分 - 状态转移:
穷举根的所有情况:k∈[i,j],dp[i][j] = max{ dp[i][k-1]*dp[k+1][j] + dp[k][k] }
4.线段树的先序遍历:
void pre(int l, int r) { //线段树的遍历函数
if(r < l) return;
System.out.print(root[l][r]+" ");
if(l == r) return;
pre(l, root[l][r]-1);
pre(root[l][r]+1, r);
}
代码
class Solution{
int MAXLEN = 50;
int[][] root = new int[MAXLEN][MAXLEN];
int[][] dp = new int[MAXLEN][MAXLEN]; //dp[i][j]:为节点i到节点j生成树的最大分数
int n;
void test() {
Scanner cin = new Scanner(System.in);
n = cin.nextInt();
for(int i = 1; i <= n; i++) {
dp[i][i] = cin.nextInt(); //dp[i][i]记录着根节点的值
dp[i][i-1] = 1;
root[i][i] = i;
}
for(int len = 1; len < n; len++) {
for(int i = 1; i + len <= n; i++) {
int j = i+len; //另一节点j
dp[i][j] = dp[i][i] + dp[i+1][j]; //默认左子树为空
root[i][j] = i;
for(int k = i+1; k < j; k++) { //遍历根
if( dp[i][j] < dp[i][k-1]*dp[k+1][j] + dp[k][k] ) {
dp[i][j] = dp[i][k-1]*dp[k+1][j] + dp[k][k];
root[i][j] = k;
}
}
}
}
//注意,遍历完后,root矩阵种不仅仅存放着所求二叉树的信息,而是存放着遍历过程中所有可能的树形。
System.out.println(dp[1][n]);
pre(1,n);
}
void pre(int l, int r) { //线段树的遍历函数
if(r < l) return;
System.out.print(root[l][r]+" ");
if(l == r) return;
pre(l, root[l][r]-1);
pre(root[l][r]+1, r);
}
}