95.不同的二叉搜索树Ⅱ python

题目

题目描述

给你一个整数 n ,请你生成并返回所有由 n 个节点组成且节点值从 1 到 n 互不相同的不同 二叉搜索树 。可以按 任意顺序 返回答案。

示例 1:

在这里插入图片描述

输入:n = 3
输出:[[1,null,2,null,3],[1,null,3,2],[2,1,3],[3,1,null,null,2],[3,2,null,1]]

示例 2:

输入:n = 1
输出:[[1]]

提示:

1 <= n <= 8

题解

为了生成所有由 n 个节点组成且节点值从 1 到 n 互不相同的不同二叉搜索树(BST),我们可以使用递归和回溯的方法。这个问题可以通过递归地选择每个可能的根节点,然后分别构建左子树和右子树来解决。

解题思路

对于范围 [1, n] 中的每一个数 i,我们可以把它作为当前树的根节点,那么:

  • 所有可能的左子树是通过递归调用 [1, i-1] 获得的。
  • 所有可能的右子树是通过递归调用 [i+1, n] 获得的。

我们将这两个结果集合并,并将每一对左子树和右子树与当前根节点组合起来,形成一个完整的二叉搜索树。

Python 实现代码

首先,定义一个辅助函数来生成指定范围内所有可能的二叉搜索树。然后,在主函数中调用这个辅助函数并传入初始参数。

def generateTrees(n: int):
    if n == 0:
        return []
    
    def generate_trees(start, end):
        if start > end:
            return [None,]
        
        all_trees = []
        for i in range(start, end + 1):  # 尝试每个数字作为根节点
            # 获取所有可能的左子树
            for left in generate_trees(start, i - 1):
                # 获取所有可能的右子树
                for right in generate_trees(i + 1, end):
                    # 创建当前树并加入到列表
                    current_tree = TreeNode(i)
                    current_tree.left = left
                    current_tree.right = right
                    all_trees.append(current_tree)
        
        return all_trees
    
    return generate_trees(1, n)

注意事项

  • n = 0 时,没有节点可以用来构建树,因此返回空列表。
  • 使用了深度优先搜索(DFS)的思想,通过递归来遍历所有可能性。
  • 该算法的时间复杂度较高,因为对于每一个节点都要考虑它作为根节点的情况,并递归处理其左右子树。但是由于题目限制了 1 <= n <= 8,这种方法在实际应用中是可行的。

提交结果

在这里插入图片描述

# 力扣hot100刷题记录表 ### 一,哈希部分 - [ ] 1. 两数之和 (简单) - [ ] 2. 字母异位词分组(中等) - [ ] 3. 最长连续序列(中等) ### 二,双指针部分 - [ ] 4. 移动零(简单) - [ ] 5. 盛水最多的容器 (中等) - [ ] 6. 三数之和 (中等) - [ ] 7. 接雨水(困难) ### 三,滑动窗口 - [ ] 8. 无重复字符的最长子串(中等) - [ ] 9. 找到字符中所有的字母异位词(中等) ### 四,子串 - [ ] 10. 和为k的子数组(中等) - [ ] 11. 滑动窗口最大值(困难) - [ ] 12. 最小覆盖子窜(困难) ### 五,普通数组 - [ ] 13. 最大子数组和(中等) - [ ] 14. 合并区间(中等) - [ ] 15. 轮转数组(中等) - [ ] 16. 除自身以外数组的乘积(中等) - [ ] 17. 缺失的第一个正数(困难) ### 六,矩阵 - [ ] 18. 矩阵置零(中等) - [ ] 19. 螺旋矩阵 (中等) - [ ] 20. 旋转图像 (中等) - [ ] 21. 搜索二维矩阵Ⅱ (中等) ### 七,链表 - [ ] 22. 相交链表 (简单) - [ ] 23. 反转链表 (简单) - [ ] 24. 回文链表 (简单) - [ ] 25. 环形链表 (简单) - [ ] 26. 环形链表Ⅱ (中等) - [ ] 27. 合并两个有序链表 (简单) - [ ] 28. 两数相加 (中等) - [ ] 29. 删除链表的倒数第 N 个结点 (中等) - [ ] 30. 两两交换链表中的节点 (中等) - [ ] 31. K个一组翻转链表 (困难) - [ ] 32. 随机链表的复制 (中等) - [ ] 33. 排序链表 (中等) - [ ] 34. 合并 K 个升序链表 (困难) - [ ] 35. LRU 缓存 (中等) ### 八,二叉树 - [ ] 36. 二叉树的中序遍历 (简单) - [ ] 37. 二叉树的最大深度 (简单) - [ ] 38. 翻转二叉树 (简单) - [ ] 39. 对称二叉树 (简单) - [ ] 40. 二叉树的直径 (简单) - [ ] 41. 二叉树的层序遍历 (中等) - [ ] 42. 将有序数组转换为二叉搜索树 (简单) - [ ] 43. 验证二叉搜索树 (中等) - [ ] 44. 二叉搜索树中第 K 小的元素 (中等) - [ ] 45. 二叉树的右视图 (中等) - [ ] 46. 二叉树展开为链表 (中等) - [ ] 47. 从前序与中序遍历序列构造二叉树 (中等) - [ ] 48. 路径总和 III (中等) - [ ] 49. 二叉树的最近公共祖先 (中等) - [ ] 50. 二叉树中的最大路径和 (困难) ### 九,图论 - [ ] 51. 岛屿数量 (中等) - [ ] 52. 腐烂的橘子 (中等) - [ ] 53. 课程表 (中等) - [ ] 54. 实现 Trie(前缀树) (中等) ### 十,回溯 - [ ] 55.全排列(中等) - [ ] 56.子集(中等) - [ ] 57.电话号码的字母组合(中等) - [ ] 58.组合总和(中等) - [ ] 59.括号生成(中等) - [ ] 60.单词搜索(中等) - [ ] 61.分割回文串(中等) - [ ] 62.N 皇后 (困难) ### 十一,二分查找 - [ ] 63. 搜索插入位置 (简单) - [ ] 64. 搜索二维矩阵 (中等) - [ ] 65. 在排序数组中查找元素的第一个和最后一个位置 (中等) - [ ] 66. 搜索旋转排序数组 (中等) - [ ] 67. 寻找旋转排序数组中的最小值 (中等) - [ ] 68. 寻找两个正序数组的中位数 (困难) ### 十二,栈 - [ ] 69. 有效的括号 (简单) - [ ] 70. 最小栈 (中等) - [ ] 71. 字符串解码 (中等) - [ ] 72. 每日温度 (中等) - [ ] 73. 柱状图中最大的矩形 (困难) ### 十三,堆 - [ ] 74. 数组中的第K个最大元素 (中等) - [ ] 75. 前K 个高频元素 (中等) - [ ] 76. 数据流的中位数 (闲难) ### 十四,贪心算法 - [ ] 77. 买卖股票的最佳时机 (简单) - [ ] 78. 跳跃游戏 (中等) - [ ] 79. 跳跃游戏 III (中等) - [ ] 80. 划分字母区间 (中等) ### 十五,动态规划 - [ ] 81. 爬楼梯(简单) - [ ] 82. 杨辉三角 (简单) - [ ] 83. 打家劫舍 (中等) - [ ] 84. 完全平方数 (中等) - [ ] 85. 零钱兑换 (中等) - [ ] 86. 单词拆分 (中等) - [ ] 87. 最长递增子序列 (中等) - [ ] 88. 乘积最大子数组 (中等) ### 十六,多维动态规划 - [ ] 91. 不同路径 (中等) - [ ] 92. 最小路径和 (中等) - [ ] 93. 最长回文子串 (中等) - [ ] 94. 最长公共子序列 (中等) - [ ] 95. 编辑距离 (中等) ### 十七,技巧 - [ ] 96. 只出现一次的数字 (简单) - [ ] 97. 多数元素 (简单) - [ ] 98. 颜色分类 (中等) - [ ] 99. 下一个排列 (中等) - [ ] 100. 寻找重复数 (中等) 如何使用
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