leetcode_96 不同的二叉搜索树

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要求

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:

image.png

输入:n = 3
输出:5

示例 2:

输入:n = 1
输出:1

核心代码

class Solution:
    def numTrees(self, n: int) -> int:
        res  = [0] * (n + 1)
        res[0] = 1
        res[1] = 1
        for i in range(2,n + 1):
            for j in range(i):
                res[i] += res[j] * res[i - j - 1]
        return res[n]

image.png

解题思路:

假设n个节点存在二叉排序树的个数是res(n),

当n = 0时,结果为1,

当n = 1时, 结果为1,

当n = 2时, 结果为2,

当n = 3时, 结果为5,从上面题目的解释里可以看到:

当1是根节点的时候,左子树节点个数(比1小的数的个数)为0,右子树节点个数为 3-1-0 = 2, 所以这种情况的答案总共有res(0) * res(2),

当2是根节点的时候,左子树节点个数为1, 右子树节点个数为3-1-1 = 1,答案共有res(1) * res(1)

当3是根节点的时候,左子树节点个数为2,右子树节点个数为0,答案共有res(2) * res(0)

所以实际上res(3) = 5 = res(0) * res(2) + res(1) * res(1) + res(2) * res(0)

可得出通项公式res(n) = res(0) * res(n-1) + res(1) * res(n-2) + ...... + res(n-2) * res(2) + res(n-1) * res(0),

即卡特兰数,h(n)=C(2n,n)/(n+1) (n=0,1,2,...)