337. 打家劫舍 III – 动态规划
本文最后更新于 384 天前,其中的信息可能已经有所发展或是发生改变。

题目描述:

小偷又发现了一个新的可行窃的地区。这个地区只有一个入口,我们称之为 root

除了 root 之外,每栋房子有且只有一个“父“房子与之相连。一番侦察之后,聪明的小偷意识到“这个地方的所有房屋的排列类似于一棵二叉树”。 如果 两个直接相连的房子在同一天晚上被打劫 ,房屋将自动报警。

给定二叉树的 root 。返回 在不触动警报的情况下 ,小偷能够盗取的最高金额

示例 1:

img

输入: root = [3,2,3,null,3,null,1]
输出: 7 
解释: 小偷一晚能够盗取的最高金额 3 + 3 + 1 = 7

示例 2:

img

输入: root = [3,4,5,1,3,null,1]
输出: 9
解释: 小偷一晚能够盗取的最高金额 4 + 5 = 9

提示:

  • 树的节点数在 [1, 104] 范围内
  • 0 <= Node.val <= 104

解法一:动态规划

算法思路:

对于这颗二叉树的每个节点,都有两种状态:选择和不选择,即偷和不偷。

我们用 f(o) 表示选择 o 节点的情况下,以 o 为根节点的子树的最高可偷窃金额;g(o) 表示不选择 o 节点的情况下,以 o 为根节点的子树的最高可偷窃金额;lr 代表 o 的左右子节点。

那么有以下两种情况:

  • o 被选中时,o 的左右子节点都不能被选中,则此时以 o 为根节点的子树的最高可偷窃金额为 o 节点的金额加上左右子树不被选中的金额之和,即:

$$ f(o)=o.val+g(l)+g( r ) $$

  • o 不被选中时,o 的左右子节点可以被选中,也可以不被选中,那么我们取左右子节点各自被选中和不被选中的较大值相加即可,即:

$$ g(o)=max(f(l), g(l))+max(f( r ), g( r )) $$

使用深度优先遍历的办法后序遍历这颗二叉树,得到每一个节点 fg,那么根节点被选中和不被选中的较大值就是答案。

代码实现:

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public 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;
 *     }
 * }
 */
class Solution {
    public int rob(TreeNode root) {
        int[] res = dfs(root);
        // 根节点选或者不选的最大值
        return Math.max(res[0], res[1]);
    }

    private int[] dfs(TreeNode node){
        // 递归边界,叶子节点为null
        if(node == null){
            return new int[]{0, 0};
        }
        // 递归左子树
        int[] left = dfs(node.left);
        // 递归右子树
        int[] right = dfs(node.right);
        // 选择当前节点时,其子节点都不行选
        int rob = left[1] + right[1] + node.val;
        // 不选择当前节点时,其子节点可选可不选
        int notRob = Math.max(left[0], left[1]) + Math.max(right[0], right[1]);
        return new int[]{rob, notRob};
    }
}

复杂度分析:

时间复杂度: O(n),n 为节点的个数。

空间复杂度: O(n),最坏情况下,二叉树是一条链,需要 O(n) 的栈空间。

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Source: github.com/k4yt3x/flowerhd
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