算法导论 15章(1)最优二叉搜索树

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
class Result
{
public:
Result(int n)
{
num = n+2;
e = new double *[n+2];
root = new int *[n+2];
w = new double *[n+2];
for(int i=0; i<=n+1; i++)
{
e[i] = new double [n+2];
root[i] = new int [n+2];
w[i] = new double [n+2];
}
/****************test*******************
for(i = 0; i<num; i++)
for(int j=0; j<num; j++)
{
e[i][j] = i+j;
root[i][j] =i+j;
}
***************test********************/
}
void Print()
{
for(int i = 0; i<num; i++)
{
for(int j = 0; j<num; j++)
{
cout << e[i][j] << "  " ;
}
cout << endl;
}
cout << endl;
for(i = 0; i<num; i++)
{
for(int j = 0; j<num; j++)
{
cout << root[i][j] << "  " ;
}
cout << endl;
}
}
void set_w(int i, int j, double num)
{
w[i][j] = num;
}
void set_e(int i, int j, double num)
{
e[i][j] = num;
}
void set_root(int i, int j, int num)
{
root[i][j] = num;
}
double get_w(int i, int j)
{
return w[i][j];
}
double get_e(int i, int j)
{
return e[i][j];
}
int get_root(int i, int j)
{
return root[i][j];
}

private:
double **w;   //保存概率
double **e;   //保存BST的查找期望
int **root;  //保存BST的节点信息
int num;    //保存数组规模
};

Result OPTIMAL_BST(const vector<double> &p, const vector<double> &q, const int &n)
{
//p中的有效元素只有n个，第0个元素是填充的
//q中的有效元素有n+1个
//这里的n指的是查找节点的个数

Result res(n);
for(int i = 1; i<=n+1; i++)
{
res.set_w(i, i-1, q[i-1]);
res.set_e(i, i-1, q[i-1]);
}
for(int l = 1; l <= n; l++)
for(int i = 1; i <= n-l+1; i++)
{
int j = i+l-1;
res.set_e(i, j, 99999);
res.set_w(i, j, (res.get_w(i, j-1))+p[j]+q[j]);   // w[i][j] = w[i][j-1]+p[j]+q[j]
for(int r = i; r<=j; r++)
{
double tmp = res.get_e(i, r-1)+res.get_e(r+1, j)+res.get_w(i, j);
if(tmp < res.get_e(i, j))
{
res.set_e(i, j, tmp);
res.set_root(i, j, r);
}
}
}
return res;
}

//打印节点的函数
void Print(Result res, int i, int j, int flag)
{
if(flag == 1)
{
cout << "k" <<res.get_root(i, j) << "是根节点" << endl;
flag = 0;
}
int r = res.get_root(i, j);

//如果左子树是叶子
if(i>r-1)
{
//当i比r-1大时，左子树是叶子了，即为d的节点，此时d的下标就是r-1
cout << "d" << r-1 << "是" << "k" << r << "的左孩子" << endl;
}
//如果左子树不是叶子
else
{
cout << "k" << res.get_root(i, r-1) << "是" << "k" << r << "的左孩子" << endl;
Print(res, i, r-1, 0);
}

//如果右子树是叶子
if(j<r+1)
{
cout << "d" << j << "是" << "k" << r << "的左孩子" << endl;
}
//如果左子树不是叶子
else
{
cout << "k" << res.get_root(r+1, j) << "是" << "k" << r << "的左孩子" << endl;
Print(res, r+1, j, 0);
}
}

int main()
{
int n;
//	cin >> n;
//	Result res(n);
vector<double> v1;
vector<double> v2;
v1.push_back(0);
v1.push_back(0.15);
v1.push_back(0.10);
v1.push_back(0.05);
v1.push_back(0.10);
v1.push_back(0.20);
v2.push_back(0.05);
v2.push_back(0.10);
v2.push_back(0.05);
v2.push_back(0.05);
v2.push_back(0.05);
v2.push_back(0.10);
Result res(v1.size()-1);
res = OPTIMAL_BST(v1, v2, v1.size()-1);
cout << res.get_e(1, 5) << endl;
Print(res, 1, 5, 1);
return 0;
}