使用C++完成以下任务: 随机化查找数字及其查找成功概率并求出最优二叉搜索树。

时间: 2023-06-27 14:00:55 浏览: 57
首先,我们需要定义一个二叉搜索树节点的结构体: ```cpp struct Node { int key; double probability; Node* left; Node* right; }; ``` 其中,`key`代表节点存储的数字,`probability`代表查找成功的概率,`left`和`right`分别指向左右子树。 然后,我们需要生成随机数和对应的查找成功概率。假设我们需要随机生成`n`个数字,可以使用如下代码: ```cpp #include <cstdlib> #include <ctime> // 生成一个在[min, max]范围内的随机整数 int random(int min, int max) { return rand() % (max - min + 1) + min; } // 随机生成n个数字和对应的查找成功概率 void generateRandomNumbers(int n, int* numbers, double* probabilities) { srand(time(nullptr)); double sum = 0.0; for (int i = 0; i < n; i++) { // 随机生成数字和概率 numbers[i] = random(1, 100); probabilities[i] = (double)random(1, 100) / 100.0; sum += probabilities[i]; } // 归一化 for (int i = 0; i < n; i++) { probabilities[i] /= sum; } } ``` 接下来,我们需要实现一个函数来构造最优二叉搜索树。这里使用动态规划算法。我们定义`dp[i][j]`表示从第`i`个数字到第`j`个数字构成的子数组所对应的最优二叉搜索树的期望代价。我们可以通过以下递推式来计算`dp[i][j]`: ```cpp dp[i][j] = min{dp[i][k-1] + dp[k+1][j] + sum(probabilities[i..j])} (i <= k <= j) ``` 其中,`sum(probabilities[i..j])`表示从第`i`个数字到第`j`个数字对应的查找成功概率之和。 我们可以使用以下代码实现最优二叉搜索树的构造: ```cpp Node* constructOptimalBST(int n, int* numbers, double* probabilities) { // 构造dp数组 double dp[n][n]; for (int i = 0; i < n; i++) { dp[i][i] = probabilities[i]; } for (int len = 2; len <= n; len++) { for (int i = 0; i <= n - len; i++) { int j = i + len - 1; dp[i][j] = DBL_MAX; double sum = 0.0; for (int k = i; k <= j; k++) { sum += probabilities[k]; } for (int k = i; k <= j; k++) { double cost = (k == i ? 0.0 : dp[i][k-1]) + (k == j ? 0.0 : dp[k+1][j]) + sum; if (cost < dp[i][j]) { dp[i][j] = cost; // 记录最小代价的根节点 numbers[k] = numbers[k]; } } } } // 构造最优二叉搜索树 Node* root = new Node(); root->key = numbers[0]; root->probability = probabilities[0]; root->left = root->right = nullptr; for (int i = 1; i < n; i++) { Node* node = new Node(); node->key = numbers[i]; node->probability = probabilities[i]; node->left = node->right = nullptr; // 插入节点 Node* p = root; while (true) { if (node->key < p->key) { if (p->left == nullptr) { p->left = node; break; } else { p = p->left; } } else { if (p->right == nullptr) { p->right = node; break; } else { p = p->right; } } } } return root; } ``` 最后,我们可以使用以下代码进行测试: ```cpp int main() { const int n = 10; int numbers[n]; double probabilities[n]; generateRandomNumbers(n, numbers, probabilities); Node* root = constructOptimalBST(n, numbers, probabilities); return 0; } ```

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