C++---区间DP---加分二叉树(每日一道算法2023.4.28)

news/2025/3/26 13:40:22/

题目:
设一个 n 个节点的二叉树 tree 的中序遍历为(1,2,3,…,n),其中数字 1,2,3,…,n 为节点编号。
每个节点都有一个分数(均为正整数),记第 i 个节点的分数为 di,tree 及它的每个子树都有一个加分,任一棵子树 subtree(也包含 tree 本身)的加分计算方法如下:

subtree的左子树的加分 × subtree的右子树的加分 + subtree的根的分数 
若某个子树为空,规定其加分为 1。

叶子的加分就是叶节点本身的分数,不考虑它的空子树。
试求一棵符合中序遍历为(1,2,3,…,n)且加分最高的二叉树 tree。

要求输出: 
(1)tree的最高加分 
(2)tree的前序遍历

输入格式
第 1 行:一个整数 n,为节点个数。 
第 2 行:n 个用空格隔开的整数,为每个节点的分数(0<分数<100)。

输出格式
第 1 行:一个整数,为最高加分(结果不会超过int范围)。     
第 2 行:n 个用空格隔开的整数,为该树的前序遍历。如果存在多种方案,则输出字典序最小的方案。

数据范围
n<30

输入:
5
5 7 1 2 10
输出:
145
3 1 2 4 5
#include <cstring>
#include <cmath>
#include <iostream>
#include <algorithm>
using namespace std;const int N = 35;
int n, m, w[N];             //w[i]为第i个节点的分数
int f[N][N];                //f[L][R] 表示所有中序遍历的结果为L到R的所有二叉树,属性为Max(得分),
int g[N][N];                //g[L][R] 表示所有中序遍历的结果为L到R的所有二叉树中得分最高的根节点是哪个(方便最后以前序遍历输出)void dfs(int l, int r) {    //dfs获取前序遍历if (l > r) return;int root = g[l][r];cout << root << " ";dfs(l, root-1);dfs(root+1, r);
}int main() {//读入cin >> n;for (int i =1; i<=n; i++) cin >> w[i];//区间dp (区间长度len -> 左端点l -> 分界线k)for (int len = 1; len <= n; len++) {for (int l = 1; l+len-1 <= n; l++) {int r = l+len-1;if (len == 1) {         //初始化,所有leaf节点的值为w[i],同时leaf节点也是自己的最优根节点f[l][r] = w[l];g[l][r] = l;}else {for (int k = l; k<=r; k++) {int left = k==l ? 1 : f[l][k-1];   //获取左子树分数,如果左子树为空记得赋值为1,要不然后续计算分数的时候乘0就不对了int right = k==r ? 1 : f[k+1][r];  //获取右子树分数,同理int score = right*left + w[k];if (score > f[l][r]) {    //f[l][r] = max(f[l][r], score), 但因为用g数组记录一下最优根节点是哪个,所以写个iff[l][r] = score;g[l][r] = k;}}}}}cout << f[1][n] << endl;dfs(1, n);return 0;
}

思路:
一道不难理解的区间dp,不过需要了解下 前序/中序/后序 遍历。
(可以看“Monster_ii大佬的二叉树的前中后和层序遍历详细图解”)
还有就是要保存下每次的最优解,最后dfs输出,这都比较简单,直接看代码就行。

经典的y式dp法
1.状态表示
f[L][R] 表示所有中序遍历的结果为L到R(包括L和R)的所有二叉树,
属性为Max(得分),

2.状态转移
其实题目里说的挺清晰的了,我们以根节点作为分界线K,左子树和右子树互不影响,
f[L][R] = max(f[L][R], f[L][K-1]*f[K+1][R] + w[K])
当然要注意下如果为子树为空的时候,分数视作1。

如果有所帮助请给个免费的赞吧~有人看才是支撑我写下去的动力!

声明:
算法思路来源为y总,详细请见https://www.acwing.com/
本文仅用作学习记录和交流


http://www.ppmy.cn/news/56729.html

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