Unique binary search trees

本文介绍如何计算给定数值范围内不同结构的二叉搜索树的数量,并提供了一种生成这些二叉搜索树的方法。文章通过Catalan数解释了计数原理,并给出了Java实现代码。

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

I. 

Given n,how many structurally unique BST's (binarysearch 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

对于每个inner for循环,都是当做当前j做节点时,生成的二叉树个数c[j] * c[i-j-1]

public class Solution {
    public int numTrees(intn) {
        // Start typing your Java solution below
        // DO NOT write main() function
        int[] c = new int[n+1];
        c[0] = 1;
        for (int i = 1; i <= n; i++) {
            for (int j= 0; j < i; j++) {
                c[i] = c[j] * c[i-j-1] +c[i];
            }
        }
        return c[n];
    }
}

II

Given n,generate all structurally unique BST's (binarysearch trees) that store values 1...n.

For example,
Given n =3, your program should return all 5 unique BST's shown below.

   1         3     3      2      1
    \       /     /      / \      \
     3     2     1      1   3      2
    /     /       \                 \
   2     1         2                 3
public class Solution {
    public ArrayListgenerateTrees(int n) {
        // Start typing your Java solution below
        // DO NOT write main() function
        return constructTree(1, n);
    }
     
    ArrayListconstructTree(int start, int end) {
        ArrayList result = new ArrayList();
        if (start > end) {
            result.add(null);
            returnresult;
        }
        if (start == end) {
            result.add(new TreeNode(start));
            returnresult;
        }

        for (int index = start; index <= end;index++) {
            ArrayListleft = constructTree(start, index-1);
            ArrayListright = constructTree(index+1, end);
     
            for ( inti = 0; i < left.size(); i++) {
                for (int j = 0; j <right.size(); j++) {
                    TreeNode parent = new TreeNode(index);
                    parent.left = left.get(i);
                    parent.right = right.get(j);
                    result.add(parent);
                }
            }
        }
        return result;
    }
}
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