96. 不同的二叉搜索树

本文探讨了计算由1到n整数构成的不同二叉搜索树的数量问题,提供了三种解决方案:动态规划、卡特兰数公式及递归算法,并附带详细的代码实现。

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给定一个整数 n,求以 1 … n 为节点组成的二叉搜索树有多少种?

示例:

在这里插入图片描述

来源:力扣(LeetCode)添加链接描述

我的代码:

class Solution {
public:
    int numTrees(int n) {
        int dp[n+1];
        if(n == 1) return 1;
        if(n == 2) return 2;
        dp[0] = 1;
        dp[1] = 1;
        dp[2] = 2;
        for(int i = 3; i <= n; i++){
            dp[i] = 0;
            for(int j = 1; j <= i/2; j++){
                dp[i] += dp[i-j]*dp[j-1]*2;
            }
            if(i % 2 == 1) dp[i] += dp[i/2]*dp[i/2];
        }
        return dp[n];
    }
};

官方题解:
动态规划:

class Solution {
public:
    int numTrees(int n) {
        vector<int> G(n + 1, 0);
        G[0] = 1;
        G[1] = 1;

        for (int i = 2; i <= n; ++i) {
            for (int j = 1; j <= i; ++j) {
                G[i] += G[j - 1] * G[i - j];
            }
        }
        return G[n];
    }
};

卡特兰数:
在这里插入图片描述

class Solution {
public:
    int numTrees(int n) {
        long long C = 1;
        for (int i = 0; i < n; ++i) {
            C = C * 2 * (2 * i + 1) / (i + 2);
        }
        return (int)C;
    }
};

好的,我来解答你的问题。 对于这个问题,我们可以按照以下步骤来解决: 步骤1:构建二叉搜索树 我们可以使用给定的数据元素来构建一棵二叉搜索树,具体构建方法可以参考二叉搜索树的构建方法。 步骤2:遍历二叉搜索树 同样按照二叉搜索树的遍历方法,对构建好的二叉搜索树进行遍历,可选择前序遍历、中序遍历或后序遍历。 步骤3:转换为双链表 对于二叉搜索树转换为双链表,我们可以使用中序遍历,按照从小到大的顺序将树中的节点连接起来。具体实现方法如下: 1. 定义一个全局变量pre,用来记录上一个节点 2. 对于每个节点,先将其左子树转换为双链表,然后将该节点与pre连接起来,更新pre为当前节点,最后将右子树转换为双链表 3. 最后返回双链表的头节点(即最左侧的节点) 步骤4:打印双链表 按照双链表的结构,我们可以从头节点开始遍历,依次输出每个节点的值。 步骤5:按正反序输出双链表中的所有元素 对于双链表的正反序输出,我们可以定义两个指针,一个指向头节点一个指向尾节点,然后分别从头尾开始遍历输出即可。 下面是示例代码,你可以参考一下: ```python # 定义二叉树节点 class TreeNode: def __init__(self, val=0, left=None, right=None): self.val = val self.left = left self.right = right # 构建二叉搜索树 def buildBST(nums): if not nums: return None mid = len(nums) // 2 root = TreeNode(nums[mid]) root.left = buildBST(nums[:mid]) root.right = buildBST(nums[mid+1:]) return root # 中序遍历将二叉搜索树转换为双链表 def convertBSTtoDLL(root): global pre pre = None def inorder(root): nonlocal pre if not root: return None inorder(root.left) if pre: pre.right = root root.left = pre pre = root inorder(root.right) inorder(root) while root.left: root = root.left return root # 打印二叉树 def printTree(root): if not root: return None print(root.val) printTree(root.left) printTree(root.right) # 打印双链表 def printDLL(head): while head: print(head.val) head = head.right # 按正序输出双链表 def printDLLForward(head): while head: print(head.val) head = head.right # 按反序输出双链表 def printDLLBackward(head): while head.right: head = head.right while head: print(head.val) head = head.left # 测试代码 nums = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7] root = buildBST(nums) print("打印二叉树:") printTree(root) head = convertBSTtoDLL(root) print("打印双链表:") printDLL(head) print("按正序输出双链表:") printDLLForward(head) print("按反序输出双链表:") printDLLBackward(head) ```
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