LeetCode有代表性的题解---分治思想(五)

1.给表达式加括弧(设计优先级)

241. 为运算表达式设计优先级

给定一个含有数字和运算符的字符串,为表达式添加括号,改变其运算优先级以求出不同的结果。你需要给出所有可能的组合的结果。有效的运算符号包含 +, - 以及 * 。

示例 1:

输入: "2-1-1"
输出: [0, 2]
解释: 
((2-1)-1) = 0 
(2-(1-1)) = 2


示例 2:

输入: "2*3-4*5"
输出: [-34, -14, -10, -10, 10]
解释: 
(2*(3-(4*5))) = -34 
((2*3)-(4*5)) = -14 
((2*(3-4))*5) = -10 
(2*((3-4)*5)) = -10 
(((2*3)-4)*5) = 10

解题思想:遇到运算符将表达式分为两部分,即运算符(+ - *)左边部分和右边部分,每部分的计算结果存储于List中,根据运算符(+-*)循环计算当前表达式最终结果。 对于存储于List中左右两部分的计算结果递归进行运算。

以 2 * 3 - 4 * 5 为例。

2 和 3 - 4 * 5 两部分,中间是 * 号相连。

2 * 3 和 4 * 5 两部分,中间是 - 号相连。

2 * 3 - 4 和 5 两部分,中间是 * 号相连。

有了两部分的结果,然后再通过中间的符号两两计算加入到最终的结果中即可。

比如第一种情况,2 和 3 - 4 * 5 两部分,中间是 * 号相连。

2 的解就是 [2],3 - 4 * 5 的解就是 [-5, -17]。

把两部分解通过 * 号计算,最终结果就是 [-10, -34]。

另外两种情况也类似。

然后还需要递归出口。

如果给定的字符串只有数字,没有运算符,那结果就是给定的字符串转为数字。

比如上边的第一种情况,2 的解就是 [2]。

JAVA代码如下:

class Solution {
    //解决思路:递归解法
    //  遇到运算符将表达式分为两部分,即运算符(+ - *)左边部分和右边部分,对于每部分的结果再递归进行运算,每部分的计算结果存储与List中
    public List<Integer> diffWaysToCompute(String input) {
        List<Integer> ways = new ArrayList<>();
        int len=input.length();
        for(int i=0;i<len;i++){
            char ch=input.charAt(i);
            //如果当前字符是运算符,则将表达式分为两部分分别计算表达式左边的结果和右边的结果
            if(ch=='+'||ch=='-'||ch=='*'){
                List<Integer> left=diffWaysToCompute(input.substring(0,i));//subString()函数[0,i)左闭右开
                List<Integer> right=diffWaysToCompute(input.substring(i+1));//从i+1到最后
                for(int l:left){
                    for(int r:right){
                        if(ch=='+'){
                            ways.add(l+r);
                        }else if(ch=='-'){
                            ways.add(l-r);
                        }else{
                            ways.add(l*r);
                        }
                    }
                }
            }
        }
        //当传入的input表达式中没有运算符,
        if(ways.size()==0)
            ways.add(Integer.valueOf(input));
        return ways;
    }
}

2.构建不同的二叉搜索树

95. 不同的二叉搜索树 II

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 。

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
 

提示:

0 <= n <= 8

解题思想:根据二叉搜索树的性质,根的左树所有的节点的value值小于根的value值,根的右子树所有节点的value值大于根的value值。根据传入的参数n,依次遍历n作为root,小于n的部分作为左子树节点递归构建左子树,大于n的部分做为右子树节点递归构建右子树,构建的左右子树均保存在List<TreeNode>中,最后根据构建的不同左右子树进行拼接。

JAVA代码:

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/**
 * Created by 高先森 on 2020/7/1.
 */
class TreeNode {
    int val;
    TreeNode left;
    TreeNode right;
    TreeNode() {}
    TreeNode(int val) { this.val = val; }
    TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {
        this.val = val;
        this.left = left;
        this.right = right;
    }
}
public class leetcode_95_biSearchTree {
    public static void main(String[] args){
        System.out.println(generateTrees(3));
    }
    public static List<TreeNode> generateTrees(int n) {
        if(n<=0)
            return new ArrayList<TreeNode>();
        else
            return createTree(1,n);
    }
    public static List<TreeNode> createTree(int begin,int end) {
        List<TreeNode> resList=new ArrayList();
        //1.递归出口正确的处理
        if(begin>end) {
            resList.add(null);
            return resList;
        }
        //  错误处理
//        if(begin>end)
//            return new ArrayList<>();//返回一个空的ArrayList,无法提取空子树(null)
        //2.构建二叉搜索树
        for(int i=begin;i<=end;i++){
            //2.1.建立根节点
            TreeNode root;//此处如果直接是TreeNode root=new TreeNode(i);则每次修改左右子树都是在同一个根上做变动,添加后面的树,之前保存的树也会变动
            //2.2.递归构建左右子树
            for(TreeNode treeNode_left:createTree(begin,i-1)){
                for(TreeNode treeNode_right:createTree(i+1,end)){
                    root=new TreeNode(i);//必须每次新开辟一个根节点
                    root.left=treeNode_left;//构建左子树
                    root.right=treeNode_right;//构建右子树
                    resList.add(root);
                }
            }
        }
        return resList;
    }
}

 

 

 

 

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