递归 放苹果

问题描述:
把M个同样的苹果放在N个同样的盘子里,允许有的盘子空着不放,问共有多少种不同的分法(用K表示)?注意:5,1,1和1,5,1 是同一种分法。
输入:
第一行是测试数据的数目t(0 <= t <= 20)。以下每行均包含二个整数M和N,以空格分开。1<=M,N<=10。
输出:
对输入的每组数据M和N,用一行输出相应的K。
样例输入:
1
7 3
样例输出:
8

解题思路(copy):
所有不同的摆放方法可以分为两类:至少有一个盘子空着和所有盘子都不空。我们可以分别计算这两类摆放方法的数目,然后把它们加起来。对于至少空着一个盘子的情况,则N个盘子摆放M个苹果的摆放方法数目与N-1个盘子摆放M个苹果的摆放方法数目相同。对于所有盘子都不空的情况,则N个盘子摆放M个苹果的摆放方法数目等于N个盘子摆放M-N个苹果的摆放方法数目。我们可以据此来用递归的方法求解这个问题。
设f(m, n)为m个苹果,n个盘子的放法数目,则先对n作讨论,如果n>m,必定有n-m个盘子永远空着,去掉它们对摆放苹果方法数目不产生影响;即if(n>m) f(m,n) = f(m,m)。当n <= m 时,不同的放法可以分成两类:即有至少一个盘子空着或者所有盘子都有苹果,前一种情况相当于f(m , n) = f(m , n-1); 后一种情况可以从每个盘子中拿掉一个苹果,不影响不同放法的数目,即f(m , n) = f(m-n , n)。总的放苹果的放法数目等于两者的和,即 f(m,n) =f(m,n-1)+f(m-n,n)。整个递归过程描述如下:
     int f(int m , int n){ 
        if(n == 1 || m == 0) return 1; 
        if(n > m)  return f (m, m); 
        return f (m , n-1)+f (m-n , n); 
      } 
出口条件说明:当n=1时,所有苹果都必须放在一个盘子里,所以返回1;当没有苹果可放时,定义为1种放法;递归的两条路,第一条n会逐渐减少,终会到达出口n==1; 第二条m会逐渐减少,因为n>m时,我们会return f(m , m) 所以终会到达出口m==0。

我的代码:

#include<stdio.h>
int digui(int m,int n)//n reprensent diskes,m refers to fruit
{
    if(n==1||m==0)
      return 1;
      if(n>m)
        return digui(m,m);
          return digui(m,n-1)+digui(m-n,n);
}
int main()
{
    int t,m,n,i;
    scanf("%d",&t);
    for(i=0;i<t;i++){
        scanf("%d%d",&m,&n);
        printf("%d\n",digui(m,n));
    }

    getchar();
    getchar();
    
}

递归算法解决苹果问题的核心在于将复杂的问题逐步拆解为规模更小的子问题,直至达到递归的终止条件。在苹果问题中,问题描述为把\(M\)个同样的苹果在\(N\)个同样的盘子里,允许有的盘子空着不,求不同的分法数量,且不同排列顺序视为同一种分法(如\(5,1,1\)和\(1,5,1\)是同一种分法)。 ### 递归终止条件 - 当盘子的数量为\(0\)时,无论有几个苹果,均无法置,即置的方法数为\(0\)。 - 当苹果数为\(0\)时,则当前的置方式是唯一的,即置方法数为\(1\) [^1]。 ### 递归关系 - **盘子数大于苹果数(\(n > m\))**:此时必定有\(n - m\)个盘子空着,去掉这些空盘子不影响置方法的数量,所以问题可转化为将\(m\)个苹果在\(m\)个盘子里的问题,即返回\(PlaceApple(m, m)\) [^1][^2][^3][^5]。 - **盘子数小于等于苹果数(\(n <= m\))**:总的苹果的方法数为两种情况的法之和: - 有至少一个盘子空着:相当于将\(m\)个苹果在\(n - 1\)个盘子里,即\(PlaceApple(m, n - 1)\)。 - 每个盘子都有苹果:先在每个盘子里都一个苹果,此时还剩下\(m - n\)个苹果问题转化为将\(m - n\)个苹果在\(n\)个盘子里,即\(PlaceApple(m - n, n)\) [^1][^2][^3][^5]。 ### 代码示例 以下是使用C++实现的代码: ```cpp #include <iostream> using namespace std; int PlaceApple(int m, int n) // m为苹果数,n为盘子数 { if (n > m) // 当盘子数大于苹果数时,则必有盘子为空的 return PlaceApple(m, m); if (m == 0) return 1; if (n == 0) return 0; return PlaceApple(m, n - 1) + PlaceApple(m - n, n); // 苹果的总数为:有盘子为空的法+没盘子为空的法 } int main() { int Num, m, n; cin >> Num; while (Num--) { cin >> m >> n; cout << PlaceApple(m, n) << endl; } return 0; } ``` 以下是使用Java实现的代码: ```java import java.util.Scanner; public class PutApple { public static void main(String[] args) { Scanner input = new Scanner(System.in); int i = input.nextInt(); int k = input.nextInt(); input.close(); System.out.println(f(i, k)); } private static int f(int i, int k) { if (k > i) return f(i, i); // k > i(盘子比苹果多,最少会有k - i个空盘子)时,f(i, k)=f(i, i) if (i == 0) return 1; // 苹果没有,一种法(每个盘子0个苹果) if (k == 0) return 0; // 盘子没有,不能苹果 return f(i, k - 1) + f(i - k, k); // k <= i(个数相等或者盘子较少)时,总法=有盘子为空的法+没盘子为空的法 f(i, k)=f(i, k - 1)+f(i - k, k) } } ```
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