不相同的二叉搜索树

news2024/12/25 2:00:11

给你一个整数 n ,求恰由 n 个节点组成且节点值从 1 到 n 互不相同的 二叉搜索树 有多少种?返回满足题意的二叉搜索树的种数。

示例 1:

输入:n = 3
输出:5

示例 2:

输入:n = 1
输出:1

提示:

  • 1 <= n <= 19
class Solution {
public:
    int numTrees(int n) {
        vector<int> dp(n + 1, 0); // 动态规划数组 dp,表示 i 个节点可以组成的二叉搜索树的数量

        dp[0] = 1; // 0 个节点时只有一种情况(空树)
        dp[1] = 1; // 1 个节点时也只有一种情况(只有根节点的树)

        for (int i = 2; i <= n; ++i) {  // 从 2 个节点开始逐步计算 dp[i]
            for (int j = 1; j <= i; ++j) {
                dp[i] += dp[j - 1] * dp[i - j]; // dp[j-1] 是左子树的可能数,dp[i-j] 是右子树的可能数
            }
        }

        return dp[n];
    }
};

二叉搜索树(BST)的性质

  • 每个节点的左子树的所有节点值都小于根节点。
  • 每个节点的右子树的所有节点值都大于根节点。

举例说明:

当 n=4时,所有可能的根节点分别是 1、2、3、4。

  • 选择 1 为根节点

    • 左子树有 0 个节点:dp[0] = 1
    • 右子树有 3 个节点:dp[3] = 5
    • 此时组合数为:1 * 5 = 5
  • 选择 2 为根节点

    • 左子树有 1 个节点:dp[1] = 1
    • 右子树有 2 个节点:dp[2] = 2
    • 此时组合数为:1 * 2 = 2
  • 选择 3 为根节点

    • 左子树有 2 个节点:dp[2] = 2
    • 右子树有 1 个节点:dp[1] = 1
    • 此时组合数为:2 * 1 = 2
  • 选择 4 为根节点

    • 左子树有 3 个节点:dp[3] = 5
    • 右子树有 0 个节点:dp[0] = 1
    • 此时组合数为:5 * 1 = 5

因此,dp[4] = 5 + 2 + 2 + 5 = 14

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