整数拆分--动态规划法

题目:
将正整数n无序拆分成最大数为m的拆分方案个数,要求所有拆分方案不重复。

例如
n = 5, m = 5,对应的拆分方案如下:
5 = 5
5 = 4 + 1
5 = 3 + 2
5 = 3 + 1 + 1
5 = 2 + 2 + 1
5 = 2 + 1 + 1 + 1
5 = 1 + 1 + 1 + 1 + 1
思路:
由例题可知,顺序不影响结果,我们采用动态规划法来解决问题。建立数组dp[n+1][m+1].其中dp[i][j]指正整数i被拆分为最多j个数字的方案数。注意不是一定要拆为j个而是拆为1~j个。下面进行分析
1.当j=1 或者i=1,此时意为把数字1拆为n分,或者把数字n拆为1分。结果都是1
2.当i小于j, 此时由于拆分结果每个数字都要大于0,因此多余的j没用。此时dp[i][j]=dp[i][i]
3.当i=j,这里我们把1~j拆分,分为1到j-1和j。意思就是把i拆分为j份分为1.拆成最多j-1份2.一定拆成j份。那么容易明白前者为dp[i][j-1],后者为1,因为i=j. 此时dp[i][j]=1+dp[i][j-1]
4.当i>j,此时与第三条类似,我们同样把1~j拆分,分为1到j-1和j。前者为dp[i][j-1]。后者继续分析,此时i>j,又必须分为j份,那么我们可以首先分为j份1,此时的和为j,剩下还有数字i-j,我们把剩下的数字i-j随机分到j份中即为结果。dp[i][j]=dp[i-j][j]+dp[i][j-1]
比如求dp[5][4],首先dp[5][3]=5,然后把5分为4份,我们先给每份一个1,此时还剩下1,把一分为最多4份即dp[1][4],其结果是1(因为不考虑顺序).

public class Solution{

    public  int integerhuafen(int n, int m) {

        int dp[][] = new int[n + 1][m + 1];
        for(int i = 1; i <= n; i++){
            for(int j = 1; j <= m; j++ ){
                if(i == 1 || j == 1){
                    dp[i][j] = 1;
                }else if (i == j) {
                    dp[i][j] = 1 + dp[i][j - 1];
                }else if (i < j) {
                    dp[i][j] = dp[i][i];
                }else {
                    dp[i][j] = dp[i - j][j] + dp[i][j - 1];
                }
            }
        }
        return dp[n][m];
    }
}
在Dev C++(一个基于C++的集成开发环境)中,动态规划是一种常用的算法策略,用于解决具有重叠子问题和最优子结构的问题,例如整数拆分问题。整数拆分问题是指将一个正整数分解为一系列较小的非负整数,通常要求最小化操作次或找到特定的拆分方式。 使用动态规划解决整数拆分问题的一般步骤如下: 1. 定义状态:通常用一个二维组或矩阵表示,其中每个元素dp[i][j]表示将i拆分为若干个1到j的整数所需的最小操作次。 2. 初始化状态:对于每个字1到j,dp[i][j]初始值设为i-j+1,即直接相减的次。 3. 状态转移方程:从较大的开始,对于每个i,计算以i结尾的所有可能的拆分方式,取所有以1到j-1结尾的拆分情况加上1(因为要增加最后一个),然后取最小值。 ```cpp dp[i][j] = min(dp[i][j], dp[i - k][k] + 1) // 对于k从1到j-1 ``` 4. 最终结果:当i等于给定的目标整数n时,dp[n][j]就是将n拆分为不超过j的整数的最小操作次。 5. 反向填充:从dp[n][j]回溯到dp[n],找到实际的拆分方案。 这里是一个简单的代码示例,假设目标函为`int integer_split(int n, int max_num)`: ```cpp #include <iostream> using namespace std; int dp[1001][1001]; int integer_split(int n, int max_num) { for (int i = 1; i <= n; i++) { for (int j = 1; j <= max_num; j++) { if (i >= j) { dp[i][j] = dp[i - j][j] + 1; } else { dp[i][j] = i - j + 1; } } } return dp[n][max_num]; } int main() { int n, max_num; cout << "Enter the number to be split: "; cin >> n; cout << "Enter the maximum number in the partition: "; cin >> max_num; cout << "Minimum operations required: " << integer_split(n, max_num) << endl; return 0; } ```
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