给定一个整数n, 生成所有由1 … n为节点所组成的二叉搜索树。
二叉搜索树定义:
1、所有左子节点值小于根节点值;
2、所有右子节点的值大于根节点值;
3、左子树和右子树同样也是二叉搜索树;
示例:
输入:3
输出:
[
[1,null,3,2],
[3,2,null,1],
[3,1,null,null,2],
[2,1,3],
[1,null,2,null,3]
]
解释:
以上的输出对应以下 5 种不同结构的二叉搜索树:
1 3 3 2 1
\ / / / \ \
3 2 1 1 3 2
/ / \ \
2 1 2 3
思路分析:
依据二叉搜索树定义:
1、所有左子节点值小于根节点值;
2、所有右子节点的值大于根节点值;
3、左子树和右子树同样也是二叉搜索树;
分析:构建二叉搜索树,在[1, n]之间,如果当前i为根节点,<br /> 那么其[1, i-1]之间的值均在左子树上,[i+1, n]之间的值均在右子树上;<br /> 同样的针对[1, i-1]区间,上述规则同样适用;<br /> 递归:定义一个[start, end]为参数的函数,如果当前根节点为i,<br /> 则在[start, i-1]和[i+1, end]之间递归构建二叉搜索子树;<br /> 边界:如果start > end那么返回null;<br /> 组合:在每一层递归中,组合所有生成的满足要求的左子树和右子树以及(子)根节点;
代码:
/**
* Definition for a binary tree node.
* struct TreeNode {
* int val;
* TreeNode *left;
* TreeNode *right;
* TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
* TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
* TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
* };
*/
vector<TreeNode*> generateTree(int start, int end){
if (start > end)
return {nullptr};
vector<TreeNode*> all_trees;
for(int root = start; root <= end; ++root)
{
// 生成所有可行的左子树
vector<TreeNode*> left_tree = generateTree(start, root-1);
// 生成所有可行的右子树
vector<TreeNode*> right_tree = generateTree(root+1, end);
// 找一个左子树和一个右子树拼接到根节点上
for(auto & left_node : left_tree){
for(auto & right_node : right_tree){
TreeNode * root_node = new TreeNode(root);
root_node->left = left_node;
root_node->right = right_node;
// all_trees.emplace_back(root_node); // c++11, effective
all_trees.push_back(root_node);
}
}
}
return all_trees;
}
vector<TreeNode*> generateTrees(int n) {
if (!n)
return {};
return generateTree(1, n);
}
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