题目LeetCode96
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
输入: n = 3
**输出:**5

Python解法
解法一(动态规划)
python
class Solution:
def numTrees(self, n: int) -> int:
dp = [0] * (n + 1)
dp[0] = 1
dp[1] = 1
for i in range(2, n + 1):
for j in range(1, i + 1):
dp[i] += dp[j - 1] * dp[i - j]
return dp[n]
解释
1,首先对要计算的数组进行初始化
python
dp = [0] * (n + 1)
dp[0] = 1
dp[1] = 1
2,从 2 个节点 算到 n 个节点
python
for i in range(2, n + 1):
3,j = 我们选谁当根节点
python
for j in range(1, i + 1):
4
核心公式:dp[i] = 所有以 j 为根的情况之和
左边:j-1 个节点 → dp[j-1]
右边:i-j 个节点 → dp[i-j]
组合:左边 × 右边
python
dp[i] += dp[j-1] * dp[i-j]
举个例子(n = 3)
dp[0] = 1
dp[1] = 1
i=2:
j=1:左 0 右 1 → 1*1=1
j=2:左 1 右 0 → 1*1=1``dp[2] = 1+1 = 2
i=3:
j=1:左 0 右 2 → 1*2=2
j=2:左 1 右 1 → 1*1=1
j=3:左 2 右 0 → 2*1=2``dp[3] = 2+1+2 = 5
所以 n=3 答案是 5,完全正确。
解法二(数学)
python
class Solution:
def numTrees(self, n: int) -> int:
C = 1 # C0 = 1,第0个卡特兰数
for i in range(0, n):
# 递推计算下一个卡特兰数
C = C * 2 * (2*i + 1) // (i + 2)
return C
n 个节点的二叉搜索树数量 = 第 n 个卡特兰数

Java解法
解法一(动态规划)
java
class Solution{
public int numTrees(int n){
int[] dp = new int[n + 1];
dp[0] = 1;
dp[1] = 1;
for(int i = 2; i < n + 1; i++){
for(int j = 1; j < i + 1; j++){
dp[i] = dp[i] + dp[j - 1] * dp[i - j];
}
}
return dp[n];
}
}
解法二(数学)
java
class Solution{
public int numTrees(int n){
long C = 1;//较长的数据类型
for(int i = 0; i < n; i++){
C = C * 2 * (2*i + 1) / (i + 2);
}
return (int)C; //强制转换
}
}
C++解法
解法一(动态规划)
cpp
class Solution {
public:
int numTrees(int n) {
// 1. 创建 dp 数组,dp[i] 表示 i 个节点能构成的 BST 数量
int dp[n + 1];
// 初始化数组为 0 (C++ 局部变量不会自动清0)
memset(dp, 0, sizeof(dp));
// 2. 基础条件
dp[0] = 1; // 0个节点,空树,1种
dp[1] = 1; // 1个节点,1种
// 3. 外层循环:计算 2 个节点到 n 个节点的情况
for (int i = 2; i <= n; i++) {
// 内层循环:以 j 作为根节点
for (int j = 1; j <= i; j++) {
// 核心公式:左子树 * 右子树
dp[i] += dp[j - 1] * dp[i - j];
}
}
// 4. 返回 n 个节点的结果
return dp[n];
}
};
解法二(数学)
cpp
class Solution {
public:
int numTrees(int n) {
// 用 long long 防止中间计算溢出
long long C = 1;
for (int i = 0; i < n; ++i) {
// 递推公式:C = C * 2 * (2i + 1) / (i + 2)
C = C * 2 * (2 * i + 1) / (i + 2);
}
return (int)C;
}
};