带因子的二叉树
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/*
* 思路:
* 1. 对数组进行排序,确保在处理每个元素时,其所有可能的子节点都已经处理过。
* 2. 使用动态规划的方法。dp[i] 表示以 arr[i] 为根节点的二叉树的数量。
* 3. 使用 Java Stream API 进行处理。
* 4. 对于每一个元素 arr[i],检查其所有可能的因子 arr[j] 和 arr[k],
* 其中 arr[i] = arr[j] * arr[k] 并且 arr[j] 和 arr[k] 也必须在数组中。
* 5. 对于每一个符合条件的因子组合,dp[i] += dp[j] * dp[k]。
* 6. 返回 dp 数组所有元素的和,并对 10^9 + 7 取余。
*/
import java.util.*;
import java.util.stream.*;
public class BinaryTreeCountStream {
public int numFactoredBinaryTrees(int[] arr) {
int MOD = 1_000_000_007;
Arrays.sort(arr);
long[] dp = new long[arr.length];
Arrays.fill(dp, 1);
Map<Integer, Integer> index = IntStream.range(0, arr.length).boxed().collect(Collectors.toMap(i -> arr[i], i -> i));
IntStream.range(0, arr.length).forEach(i -> {
IntStream.range(0, i).forEach(j -> {
if (arr[i] % arr[j] == 0) { // arr[j] is a factor of arr[i]
int right = arr[i] / arr[j];
if (index.containsKey(right)) {
dp[i] = (dp[i] + dp[j] * dp[index.get(right)]) % MOD;
}
}
});
});
long ans = Arrays.stream(dp).sum();
return (int) (ans % MOD);
}
public static void main(String[] args) {
BinaryTreeCountStream btc = new BinaryTreeCountStream();
int[] arr = {2, 4, 5, 10};
System.out.println(btc.numFactoredBinaryTrees(arr)); // Output: 7
}
}
解释
方法:
这个题解的思路是首先对输入数组进行排序,然后用哈希表记录每个数的因子对。接着使用记忆化搜索,对于每个数,如果它没有因子对,则只有它自己这一种情况;如果有因子对,则结果是它的每个因子对的情况数相乘再相加。最后对每个数的情况数求和并取模即可。
时间复杂度:
O(n^2)
空间复杂度:
O(n^2)
代码细节讲解
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为什么在题解中首先对输入数组进行排序?排序对解题有什么帮助?
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在构建哈希表时,为什么需要检查当前数的平方是否大于数组中的最大数,这个优化的具体逻辑是什么?
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题解中使用了`@cache`进行记忆化搜索,具体来说,这种方法在此问题中解决了哪些性能问题?
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对于乘积大于数组中最大值的情况直接跳出循环是基于什么考虑?会不会遗漏某些有效的因子对?
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