337. 打家劫舍 III

337. 打家劫舍 III

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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

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DP

简化一下这个问题:一棵二叉树,树上的每个点都有对应的权值,每个点有两种状态(选中和不选中),问在不能同时选中有父子关系的点的情况下,能选中的点的最大权值和是多少。

我们可以用 f(o) 表示选择 o 节点的情况下,o 节点的子树上被选择的节点的最大权值和 + o 节点的权值;g(o) 表示不选择 o 节点的情况下,o 节点的子树上被选择的节点的最大权值和;l 和 r 代表 o 的左右孩子。

  • 当 o 被选中时,o 的左右孩子都不能被选中,故 o 被选中情况下子树上被选中点的最大权值和为 l 和 r 不被选中的最大权值和相加,即 $f(o) = g(l) + g(r)$
  • 当 o 不被选中时,o 的左右孩子可以被选中,也可以不被选中。对于 o 的某个具体的孩子 x,它对 o 的贡献是 x 被选中和不被选中情况下权值和的较大值。故 $g(o)=max{f(l),g(l)}+max{f(r),g(r)}$。

至此,我们可以用哈希表来存 f 和 g 的函数值,用深度优先搜索的办法后序遍历这棵二叉树,我们就可以得到每一个节点的 f 和 g。根节点的 f 和 g 的最大值就是我们要找的答案。

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func rob(root *TreeNode) int {
	f, g := map[*TreeNode]int{}, map[*TreeNode]int{}
	var postOrder func(root *TreeNode)
	postOrder = func(root *TreeNode) {
		if root == nil {
			return
		}
		postOrder(root.Left)
		postOrder(root.Right)

		f[root] = root.Val + g[root.Left] + g[root.Right]
		g[root] = max(f[root.Left], g[root.Left]) + max(f[root.Right], g[root.Right])
	}
	postOrder(root)
	return max(f[root], g[root])
}

func max(a, b int) int {
	if a > b {
		return a
	}
	return b
}

DP 空间优化

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type robSum struct {
	f, g int
}

func rob(root *TreeNode) int {
	var postOrder func(root *TreeNode) robSum
	postOrder = func(root *TreeNode) robSum {
		if root == nil {
			return robSum{0, 0}
		}
		robSumLeft := postOrder(root.Left)
		robSumRight := postOrder(root.Right)

		f := root.Val + robSumLeft.g + robSumRight.g
		g := max(robSumLeft.f, robSumLeft.g) + max(robSumRight.f, robSumRight.g)

		return robSum{f, g}
	}
	robSum := postOrder(root)
	return max(robSum.f, robSum.g)
}

func max(a, b int) int {
	if a > b {
		return a
	}
	return b
}