题目

给你一个整数 n ,求恰由 n 个节点组成且节点值从 1n 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:

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输入:n = 3
输出:5

示例 2:

输入:n = 1
输出:1

提示:

  • 1 <= n <= 19

解答

  • 动态规划

解题思路: 这个问题可以用动态规划来解决。我们创建一个数组 dp,其中 dp[i] 表示以 i 个节点构建的二叉搜索树的数量。我们可以观察到,对于每个 i,我们可以将每个节点依次作为根节点,将问题划分为子问题。例如,以节点 j 作为根节点,它的左子树将有 j - 1 个节点,右子树将有 i - j 个节点。所以,以节点 j 作为根节点的二叉搜索树数量为 dp[j - 1] * dp[i - j]。我们将所有以不同节点作为根节点的情况累加起来,就得到了 dp[i] 的值。

在循环计算 dp 数组时,外层循环遍历节点数量 i,内层循环遍历以不同节点为根节点的情况 j。最终,dp[n] 就是我们所求的以 n 个节点构建的不同二叉搜索树的数量。

class Solution {
public:
    int numTrees(int n) {
        // 创建一个数组来存储以1到n为节点的二叉搜索树的数量
        vector<int> dp(n + 1, 0);
        // 空树也算一种情况,初始化dp[0]为1
        dp[0] = 1;
        
        // 外层循环遍历节点数量
        for (int i = 1; i <= n; ++i) {
            // 内层循环遍历以不同节点为根节点的情况
            for (int j = 1; j <= i; ++j) {
                // 左子树的节点数量为j-1,右子树的节点数量为i-j
                // 以第j个节点为根节点的BST数量等于左子树数量乘以右子树数量
                dp[i] += dp[j - 1] * dp[i - j];
            }
        }
        
        return dp[n];
    }
};