树——unique-binary-search-trees

本文介绍了一种使用动态规划算法来高效计算特定大小的二叉搜索树(BST)的不同结构数量的方法。通过避免重复计算子问题,该算法显著提高了效率。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

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
方法:    
如果集合为空,只有一种BST,即空树,UniqueTrees[0] =1    

如果集合仅有一个元素,只有一种BST,即为单个节点UniqueTrees[1] = 1    

 UniqueTrees[2] = UniqueTrees[0] * UniqueTrees[1]   (1为根的情况)+ UniqueTrees[1] * UniqueTrees[0]  (2为根的情况。
 

再看一遍三个元素的数组,可以发现BST的取值方式如下:

UniqueTrees[3] = UniqueTrees[0]*UniqueTrees[2]  (1为根的情况)

+ UniqueTrees[1]*UniqueTrees[1]  (2为根的情况)

+ UniqueTrees[2]*UniqueTrees[0]  (3为根的情况)

所以,由此观察,可以得出UniqueTrees的递推公式为UniqueTrees[i] = ∑ UniqueTrees[0...k] * [i-1-k]     k取值范围 0<= k <=(i-1)

”’
直接用递归求解会超时,所以用动态规划求解。
代码如下
public class Solution {
    public int numTrees(int n) {
        if(n == 0)
            return 1;
        int[] dp=new int[n+1];
        dp[0]=1;
        dp[1]=1;
        for(int i=2;i<n+1;i++)
            {
            for(int j=0;j<i;j++)
                dp[i]+=dp[j]*dp[i-j-1];
        }
        return dp[n];
    }
}






                
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