day41 ● 343. 整数拆分 ● 96.不同的二叉搜索树

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介绍如何使用动态规划解决两个问题:343. 整数拆分和96.不同的二叉搜索树。我们将使用Java语言实现算法,并讨论算法的时间复杂度和空间复杂度。

问题一:343. 整数拆分

  1. 整数拆分问题要求将一个正整数n分成至少两个正整数的和,并使这些正整数的乘积最大化。例如,当n = 10时,最大的乘积是3×3×4=36。

我们可以使用动态规划来解决这个问题。我们定义一个一维数组dp,其中dp[i]表示将正整数i分成至少两个正整数的和所能得到的最大乘积。我们需要注意的是,当i<=3时,它们的最大乘积就是它们本身。

然后我们从4开始遍历数组,对于每个数i,我们可以将其分成j和i-j,其中j可以是1到i-1之间的任意数。我们可以得到以下的状态转移方程:

dp[i] = max(dp[i], j*(i-j), j*dp[i-j])

最后,我们返回dp[n]即可。

以下是Java代码实现:

public int integerBreak(int n) {
    int[] dp = new int[n+1];
    for (int i = 2; i <= n; i++) {
        for (int j = 1; j < i; j++) {
            dp[i] = Math.max(dp[i], j*(i-j));
            dp[i] = Math.max(dp[i], j*dp[i-j]);
        }
    }
    return dp[n];
}

算法的时间复杂度为O(n^2),空间复杂度为O(n)。

问题二:96.不同的二叉搜索树

96.不同的二叉搜索树问题要求计算由1到n的数字组成的二叉搜索树(BST)的数量。例如,当n = 3时,可以构建出如下的5种不同的二叉搜索树:

我们可以使用动态规划来解决这个问题。我们定义一个一维数组dp,其中dp[i]表示由1到i的数字组成的BST的数量。我们需要注意的是,当i=1时,只有一种BST,当i=0时,没有BST。

然后我们从2开始遍历数组,对于每个数i,我们可以将其分成j和i-j-1,其中j可以是1到i-1之间的任意数。我们可以得到以下的状态转移方程:

dp[i] += dp[j]*dp[i-j-1];

最后,我们返回dp[n]即可。

以下是Java代码实现:

public int numTrees(int n) {
    int[] dp = new int[n+1];
    dp[0] = 1;
    dp[1] = 1;
    for (int i = 2; i <= n; i++) {
        for (int j = 1; j <= i; j++) {
            dp[i] += dp[j-1]*dp[i-j];
        }
    }
    return dp[n];
}

算法的时间复杂度为O(n^2),空间复杂度为O(n)。

总结

本报告介绍了如何使用动态规划解决两个问题:343. 整数拆分和96.不同的二叉搜索树。我们使用Java语言实现算法,并讨论了算法的时间复杂度和空间复杂度。在实际应用中,动态规划是一种非常有用的算法,可以解决许多复杂的问题,因此我们应该掌握这种算法的思想和实现方法。