1. Unique Binary Search Trees
题目要求:
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
题目分析参考自一博文:
把上例的顺序改一下,就可以看出规律了。
1 1 2 3 3
\ \ / \ / /
3 2 1 3 2 1
/ \ / \
2 3 1 2
比如,以1为根的树有几个,完全取决于有二个元素的子树有几种。同理,2为根的子树取决于一个元素的子树有几个。以3为根的情况,则与1相同。
定义Count[i] 为以[0,i]能产生的Unique Binary Tree的数目,
如果数组为空,毫无疑问,只有一种BST,即空树,
Count[0] =1
如果数组仅有一个元素{1},只有一种BST,单个节点
Count[1] = 1
如果数组有两个元素{1,2}, 那么有如下两种可能
1 2
\ /
2 1
Count[2] = Count[0] * Count[1] (1为根的情况)
+ Count[1] * Count[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:
Count[3] = Count[0]*Count[2] (1为根的情况)
+ Count[1]*Count[1] (2为根的情况)
+ Count[2]*Count[0] (3为根的情况)
所以,由此观察,可以得出Count的递推公式为
Count[i] = ∑ Count[0...k] * [ k+1....i] 0<=k<i-1
问题至此划归为一维动态规划。
程序如下:
1 class Solution { 2 public: 3 int numTrees(int n) { 4 if(n <= 0) 5 return 0; 6 7 vector<int> dp(n + 1, 0); 8 dp[0] = 1; 9 dp[1] = 1; 10 for(int i = 2; i < n + 1; i++) 11 for(int j = 0; j < i; j++) 12 dp[i] += dp[j] * dp[i - j - 1]; 13 14 return dp[n]; 15 } 16 };