hdu 1028 Ignatius and the Princess III

本文详细介绍了整数划分的三种算法实现方法:递推做法、动态规划和母函数,包括解答树构造、递归算法及转换为非递归算法的过程,并提供了对应的代码示例。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

有很多方法:

方法一:

参考:http://blog.youkuaiyun.com/suifengdream/article/details/8588349

题解:

画出解答树,每个结点有两个值(暂时叫左值和右值)不断划分,原则是将大数化为小数,左值大于右值,结点左值的子树的右值大于等于结点的右值。

n = 5、6、7、8时解答树如下:

由n=8的解答树,可知该解答树有4个子树记作A[8][1]、A[8][2]、A[8][3]、A[8][4]

A[8][1] = A[7][1] + A[7][2] + A[7][3] + 1.

A[8][2] = A[6][2] + A[6][3] + 1

A[8][3] = A[5][3] + 1

A[8][4] = A[4][4] + 1

记A[8][0]为n=8的总结点,则A[8][0] = A[8][1] + A[8][2] + A[8][3] + A[8][4] + 1

由此规律,代码如下:

//递推做法,建立一颗解答树

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
int a[125][70];


int main()
{
	int i, j, k;
	for(i = 1; i <= 120; i++)
	{
		a[i][0] = 1;
		for(j = 1; j <= i/2; j++)
		{
			for(k = j; k <= i/2; k++)
				a[i][j] += a[i-j][k];
			a[i][j]++;
			a[i][0] += a[i][j];
		}
	}
	int n;
	while(scanf("%d", &n) != EOF)
		printf("%d\n", a[n][0]);
	return 0;
}

方法二:

整数划分的递归算法:

int split(int n, int m)
{
 if(n < 1 || m < 1)
  return 0;
 if(n == 1 || m == 1)
  return 1;
 if(n < m) 
  return split(n, n);
 if(n == m) 
  return (split(n, m - 1) + 1);
 if(n > m)
  return (split(n, m - 1) + split((n - m), m));
}

递归算法易于理解。但是由于多次重复计算,会很浪费时间。所以需要转化成非递归的算法。如下:

 

首先,我们引进一个小小概念来方便描述吧,record[n][m]是把自然数划划分成所有元素不大于m的分法,例如:

当n=4,m=1时,要求所有的元素都比m小,所以划分法只有1种:{1,1,1,1};

当n=4,m=2时,。。。。。。。。。。。。。。。。只有3种{1,1,1,1},{2,1,1},{2,2};

当n=4,m=3时,。。。。。。。。。。。。。。。。只有4种{1,1,1,1},{2,1,1},{2,2},{3,1};

当n=4,m=5时,。。。。。。。。。。。。。。。。只有5种{1,1,1,1},{2,1,1},{2,2},{3,1},{4};

从上面我们可以发现:当n==1||m==1时,只有一种分法;

当n<m时,由于分法不可能出现负数,所以record[n][m]=record[n][n];

当n==m时,那么就得分析是否要分出m这一个数,如果要分那就只有一种{m},要是不分,那就是把n分成不大于m-1的若干份;即record[n][n]=1+record[n][n-1];

当n>m时,那么就得分析是否要分出m这一个数,如果要分那就{{m},{x1,x2,x3..}}时n-m的分法record[n-m][m],要是不分,那就是把n分成不大于m-1的若干份;即record[n][n]=record[n-m][m]+record[n][m-1];

其中的dp[n][m-1]便是将n进行进行整数的划分,最大的数不超过m-1的方案数;dp[n-m][]表示拿出一个m后,剩下的数被不超过m的数的表示的方案数。

参考代码:


//动态规划,递推


#include<iostream>
#define Max 125
using namespace std;
int dp[Max][Max];

void calc()
{
	dp[1][1] = 1;
	int i, j;
	for(i = 1; i < Max; i++)
	{
		for(j = 1; j < Max; j++)
		{
			if(i == j)
				dp[i][j] = dp[i][j-1] + 1;
			else if(i < j)
				dp[i][j] = dp[i][i];
			else
				dp[i][j] = dp[i-j][j] + dp[i][j-1];

		}
	}
}

int main()
{
	calc();
	int n;
	while(scanf("%d", &n) != EOF)
	{
		printf("%d\n", dp[n][n]);
	}
	return 0;
}


//也可以将二维数组转会为以为数组
#include<stdio.h>
#include<string.h>

int main()
{
    int dp[121];
    int n,i,j;
    while(scanf("%d",&n)!=EOF)
    {
        memset(dp,0,sizeof(dp));
        dp[0]=1;
        for(i=1;i<=n;i++)
			for(j=i;j<=n;j++)
				dp[j]+=dp[j-i];
        printf("%d\n",dp[n]);
    }
    return 0;
}


方法三:

母函数

//母函数

#include<iostream>
using namespace std;
const Num = 120;

int ch[2][Num+3]; 

int main()
{
	int n;
	while(scanf("%d", &n) != EOF)
	{
		memset(ch, 0, sizeof(ch));
		int i, j, k;
		for( i=0; i <= n; i++ )
			ch[1][i] = 1;
		int row, now;
		for( i=2; i <= n; i++ )
		{
			now = i%2;
			row = (i-1)%2;
			for( j=0; j <=n; j++)
				ch[now][j]=0;
			for( j=0; j <= n; j++ )
				for( k=0; j+k <=n; k+=i)
					ch[now][j+k] += ch[row][j];
		}
		printf("%d\n", ch[n%2][n]);
	}
	return 0;
}


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