LeetCode 0096 Unique Binary Search Trees

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1. 题目描述

2. Solution 1

1、思路分析
定义两个函数
G(n): 长度为n的序列能构成的不同二叉搜索树的个数。
F(i, n): 以i为根、序列长度为n的不同二叉搜索树个数(1 <= i <= n)
G(n) = sum{F(i, n)} i in [1, n]
对于边界情况,当序列长度为1(只有根)或为0(空树): G(0) = 1, G(1) = 1

左子树个数 G(i - 1),右子树个数G(n - i) ==> F(i, n) = G(i - 1) * G(n - i)
综上:
G(n) = sum{G(i - 1) * G(n - i)} i in [1, n]

2、代码实现

package Q0099.Q0096UniqueBinarySearchTrees;  /*   定义两个函数   G(n): 长度为n的序列能构成的不同二叉搜索树的个数。   F(i, n): 以i为根、序列长度为n的不同二叉搜索树个数(1 <= i <= n)   G(n) = sum{F(i, n)} i in [1, n]   对于边界情况,当序列长度为1(只有根)或为0(空树): G(0) = 1, G(1) = 1    左子树个数 G(i - 1),右子树个数G(n - i) ==> F(i, n) = G(i - 1) * G(n - i)   综上:   G(n) = sum{G(i - 1) * G(n - i)} i in [1, n]    时间复杂度: O(n^2) 空间复杂度: O(n) */ public class Solution {      public int numTrees(int n) {         int[] G = new int[n + 1];         G[0] = G[1] = 1;          for (int i = 2; i <= n; i++) {             for (int j = 1; j <= i; j++) {                 G[i] += G[j - 1] * G[i - j];             }         }         return G[n];     } } 

3、复杂度分析
时间复杂度: O(n^2)
空间复杂度: O(n)

3. Solution 2

1、思路分析
事实上,方法一推导出的G(n)函数的值在数学上被称为卡塔兰数。便于计算定义如下:
C(0) = 1, G(n + 1) = 2(2n+1) / (n + 2) * G(n)

2、代码实现

package Q0099.Q0096UniqueBinarySearchTrees;  /*   事实上,方法一推导出的G(n)函数的值在数学上被称为卡塔兰数。便于计算定义如下:   C(0) = 1, G(n + 1) = 2(2n+1) / (n + 2) * G(n)   时间复杂度 O(n),空间复杂度O(1) */ public class Solution1 {     public int numTrees(int n) {         long C = 1;         for (int i = 0; i < n; i++) {             C = C * 2 * (2L * i + 1) / (i + 2);         }         return (int) C;     } } 

3、复杂度分析
时间复杂度: O(n)
空间复杂度: O(1)