<think>好的,我现在要帮用户解答洛谷P1464的问题,首先我得先确定用户的问题是什么。题目编号是P1464,但用户提到的是C语言,所以可能题目需要用C语言来解决。不过用户可能想了解题目的内容、解题思路或者具体的代码实现。
首先,我需要回忆一下洛谷P1464的题目内容。洛谷的题目编号可能会更新,但根据记忆,P1464应该是一个关于函数递归调用的题目,可能与记忆化搜索或动态规划有关。题目的大意是给定一个递归函数w(a, b, c),并规定当a、b、c中任意一个小于等于0时返回1,当任何一个大于20时返回w(20,20,20)。其他情况下根据a、b、c的大小关系递归调用,并最终计算某个结果。但由于直接递归会导致大量的重复计算,导致超时,所以必须采用记忆化存储已计算的结果,避免重复计算。
接下来,我需要确认用户的需求。用户可能遇到了这个题目,需要知道如何用C语言实现,或者需要解题思路。他们可能已经尝试过直接递归,但发现效率不够,需要优化方法,比如记忆化。
首先,我应该先描述题目,确保用户和我在同一页上。题目通常给出具体的递归定义,用户需要根据这个定义实现函数,并处理输入输出。例如,输入多组测试数据,输出对应的w(a,b,c)的值,同时要注意题目中的条件,比如任何参数超过20则视为20,这样可以减少计算量。
然后,解题思路的关键点在于如何避免重复计算。直接递归会有指数级的时间复杂度,因为每次调用都会分解成多个子问题。这时候需要记忆化技术,即用一个三维数组来存储已经计算过的结果,下次需要时直接取出,避免重复计算。这在C语言中可以通过定义一个三维数组来实现,比如int memo[21][21][21],因为题目中参数超过20的会被处理成20,所以数组的大小是21x21x21。
接下来需要考虑如何实现这个记忆化。在每次计算w(a,b,c)之前,先检查memo[a][b][c]是否已经计算过,如果有就直接返回,否则按照递归定义计算,并将结果保存到memo中。需要注意的是,参数在处理前可能需要被截断到20,如果超过的话。例如,在进入函数前,先判断a、b、c是否大于20,如果是的话,统一处理为20,这样可以减少数组的维度和计算量。
然后,关于输入输出的处理。题目可能要求输入多组测试用例,直到输入三个-1为止。每次输入三个数a、b、c,输出w(a,b,c)的值。在C语言中,可以使用循环读取scanf的输入,直到满足终止条件。
现在,我需要考虑可能的错误点。例如,数组的初始化是否正确,递归的条件是否正确处理,特别是边界条件,比如a、b、c小于等于0的情况。此外,需要注意在存储到memo之前,是否已经将参数处理到0-20的范围,因为数组的索引不能是负数,而题目中当参数小于等于0时返回1,所以在处理参数时,如果参数<=0,可以直接返回1,不需要存储到memo中。或者,在进入函数时,先处理参数,将小于等于0的参数统一视为0或直接处理返回1。
可能的实现步骤:
1. 预处理参数:在计算w(a,b,c)之前,先将每个参数转换为不超过20的值。例如,如果a>20,则a=20;同样处理b和c。如果任何参数<=0,则直接返回1。
2. 记忆化数组的初始化:使用一个三维数组memo[21][21][21],初始值设为-1,表示未计算。每次计算前检查对应的位置是否为-1,如果不是,直接返回存储的值。
3. 递归函数的实现:按照题目给出的递归公式,分解各个情况,递归调用函数,并将结果保存到memo中。
4. 输入输出的处理:循环读取输入,直到遇到-1 -1 -1,每个输入处理后输出结果。
在C语言中,需要注意函数的递归调用可能会导致栈溢出,但由于记忆化的优化,递归深度会被限制,因为参数已经被限制在0-20之间,所以不会出现太深的递归。例如,当a、b、c都是20的时候,递归可能会分解为多个子调用,但由于记忆化,每个子问题只会计算一次,所以总的调用次数是有限的。
可能的代码结构:
- 定义全局的三维数组memo。
- 实现递归函数w(a,b,c)。
- 主函数处理输入输出。
例如:
```c
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int memo[21][21][21];
int w(int a, int b, int c) {
if (a <=0 || b <=0 || c <=0) return 1;
if (a >20 || b >20 || c >20) return w(20,20,20);
if (memo[a][b][c] != -1) return memo[a][b][c];
if (a < b && b < c) {
memo[a][b][c] = w(a,b,c-1) + w(a,b-1,c-1) - w(a,b-1,c);
} else {
memo[a][b][c] = w(a-1,b,c) + w(a-1,b-1,c) + w(a-1,b,c-1) - w(a-1,b-1,c-1);
}
return memo[a][b][c];
}
int main() {
int a, b, c;
memset(memo, -1, sizeof(memo)); // 初始化为-1
while (scanf("%d%d%d", &a, &b, &c) != EOF) {
if (a == -1 && b == -1 && c == -1) break;
printf("w(%d, %d, %d) = %d\n", a, b, c, w(a,b,c));
}
return 0;
}
```
这里需要注意的是,在每次调用w函数之前,参数已经被处理成不超过20的值。例如,当a>20时,函数内部会调用w(20,20,20),而memo数组的大小正好是21x21x21,所以不会有数组越界的问题。
另外,初始化memo数组为-1,表示未被计算过。每次计算完一个结果后,存入memo中,这样下次遇到同样的参数时就可以直接取出结果。
测试的时候,例如题目中的样例输入,比如输入1 1 1,应该返回2;输入2 2 2,返回4;输入20 20 20,返回结果(具体数值可能根据递归公式而定)。
用户可能遇到的错误包括忘记处理参数超过20的情况,或者在递归条件中的判断顺序错误,导致数组越界或者错误的结果。另外,在记忆化数组的初始化时,必须确保所有可能用到的位置都被正确初始化,否则可能导致错误的值被读取。
最后,需要提醒用户,虽然递归在这里可行,但由于C语言的递归深度限制,如果参数没有被正确处理的话,可能会导致栈溢出。但在这个题目中,由于参数被限制在20以内,所以递归深度不会太大,可以安全使用。</think>### 洛谷 P1464 题解(C语言实现)
#### **题目概述**
**题目编号**:P1464
**题目名称**:Function
**考察重点**:递归、记忆化搜索(避免重复计算)
---
#### **题目描述**
定义一个递归函数 $w(a, b, c)$,规则如下:
1. 若 $a \leq 0$ 或 $b \leq 0$ 或 $c \leq 0$,返回 $1$。
2. 若 $a > 20$ 或 $b > 20$ 或 $c > 20$,返回 $w(20, 20, 20)$。
3. 若 $a < b$ 且 $b < c$,返回 $w(a, b, c-1) + w(a, b-1, c-1) - w(a, b-1, c)$。
4. 其他情况返回:
$$w(a-1, b, c) + w(a-1, b-1, c) + w(a-1, b, c-1) - w(a-1, b-1, c-1)$$
**输入**:多组测试数据,每组输入三个整数 $a, b, c$,以 `-1 -1 -1` 结束。
**输出**:按格式输出 $w(a, b, c)$ 的结果。
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#### **解题思路**
1. **直接递归的问题**
直接按题意递归会导致大量重复计算,时间复杂度为指数级,无法通过题目时间限制。
2. **优化方法:记忆化搜索**
- 使用三维数组 `memo[21][21][21]` 存储已计算的结果。
- 若结果已存储,直接返回;否则计算后存储,避免重复计算。
3. **参数预处理**
- 若 $a, b, c$ 中任意值超过 $20$,统一视为 $20$(题目规则2)。
- 若任意值小于等于 $0$,直接返回 $1$(题目规则1)。
---
#### **代码实现**
```c
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int memo[21][21][21]; // 记忆化数组
int w(int a, int b, int c) {
// 边界条件处理
if (a <= 0 || b <= 0 || c <= 0) return 1;
if (a > 20 || b > 20 || c > 20) return w(20, 20, 20);
// 检查是否已计算过
if (memo[a][b][c] != -1) return memo[a][b][c];
// 递归计算并存储结果
if (a < b && b < c) {
memo[a][b][c] = w(a, b, c-1) + w(a, b-1, c-1) - w(a, b-1, c);
} else {
memo[a][b][c] = w(a-1, b, c) + w(a-1, b-1, c) + w(a-1, b, c-1) - w(a-1, b-1, c-1);
}
return memo[a][b][c];
}
int main() {
int a, b, c;
memset(memo, -1, sizeof(memo)); // 初始化记忆数组为-1(未计算)
while (1) {
scanf("%d%d%d", &a, &b, &c);
if (a == -1 && b == -1 && c == -1) break;
printf("w(%d, %d, %d) = %d\n", a, b, c, w(a, b, c));
}
return 0;
}
```
---
#### **关键点解释**
1. **记忆化数组**
- 大小为 $21 \times 21 \times 21$,因为参数超过 $20$ 会被截断为 $20$。
- 初始值为 `-1`,表示未计算。
2. **递归终止条件**
- 参数小于等于 $0$ 时返回 $1$。
- 参数超过 $20$ 时递归调用 `w(20, 20, 20)`。
3. **时间复杂度优化**
- 每个三元组 $(a, b, c)$ 仅计算一次,时间复杂度降至 $O(21^3)$。
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#### **测试用例示例**
输入:
```
1 1 1
2 2 2
-1 -1 -1
```
输出:
```
w(1, 1, 1) = 2
w(2, 2, 2) = 4
```
---
#### **总结**
通过记忆化搜索将指数级复杂度优化为线性,确保在合理时间内完成计算。代码需注意参数预处理和记忆化数组的初始化。