整數劃分 --- 一個老生長談的問題 動態規劃

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1) 練練組合數學能力.
  2) 練練遞歸思想
  3) 練練DP
  總之是一道經典的不能再經典的題目:
  這道好題求:
  1. 將n劃分成若干正整數之和的劃分數。
  2. 將n劃分成k個正整數之和的劃分數。
  3. 將n劃分成最大數不超過k的劃分數。
  4. 將n劃分成若干奇正整數之和的劃分數。
  5. 將n劃分成若干不同整數之和的劃分數。

 

1.將n劃分成不大於m的劃分法: 

   1).若是劃分多個整數可以存在相同的:

    dp[n][m]= dp[n][m-1]+ dp[n-m][m]  dp[n][m]表示整數 n 的劃分中,每個數不大於 m 的劃分數。
       則劃分數可以分爲兩種情況:
       a.劃分中每個數都小於 m,相當於每個數不大於 m- 1, 故劃分數爲 dp[n][m-1].
       b.劃分中有一個數爲 m. 那就在 n中減去 m ,剩下的就相當於把 n-m 進行劃分, 故劃分數爲 dp[n-m][m];

  2).若是劃分多個不同的整數:

  dp[n][m]= dp[n][m-1]+ dp[n-m][m-1]   dp[n][m]表示整數 n 的劃分中,每個數不大於 m 的劃分數。
      同樣劃分情況分爲兩種情況:
      a.劃分中每個數都小於m,相當於每個數不大於 m-1,劃分數爲 dp[n][m-1].
      b.劃分中有一個數爲 m.在n中減去m,剩下相當對n-m進行劃分,

   並且每一個數不大於m-1,故劃分數爲 dp[n-m][m-1]

  2.將n劃分成k個數的劃分法:

 dp[n][k]= dp[n-k][k]+ dp[n-1][k-1];

     方法可以分爲兩類:
       第一類: n 份中不包含 1 的分法,爲保證每份都 >= 2,可以先拿出 k 個 1 分
     到每一份,然後再把剩下的 n- k 分成 k 份即可,分法有: dp[n-k][k]
       第二類: n 份中至少有一份爲 1 的分法,可以先那出一個 1 作爲單獨的1份,剩
     下的 n- 1 再分成 k- 1 份即可,分法有:dp[n-1][k-1]

  

  3.將n劃分成若干奇數的劃分法:(不懂)

    g[i][j]:將i劃分爲j個偶數

    f[i][j]:將i劃分爲j個奇數
     g[i][j] = f[i - j][j];
     f[i][j] = f[i - 1][j - 1] + g[i - j][j];

 

    路過的大牛求解釋,謝謝~

  代碼如下所示:

<span style="font-size:18px;">/*
 * hit1402.c
 *
 *  Created on: 2011-10-11
 *      Author: bjfuwangzhu
 */

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#define nmax 51
int num[nmax][nmax]; //將i劃分爲不大於j的個數
int num1[nmax][nmax]; //將i劃分爲不大於j的不同的數
int num2[nmax][nmax]; //將i劃分爲j個數
int f[nmax][nmax]; //將i劃分爲j個奇數
int g[nmax][nmax]; //將i劃分爲j個偶數
void init() {
    int i, j;
    for (i = 0; i < nmax; i++) {
        num[i][0] = 0, num[0][i] = 0, num1[i][0] = 0, num1[0][i] = 0, num2[i][0] =
                0, num2[0][i] = 0;
    }
    for (i = 1; i < nmax; i++) {
        for (j = 1; j < nmax; j++) {
            if (i < j) {
                num[i][j] = num[i][i];
                num1[i][j] = num1[i][i];
                num2[i][j] = 0;
            } else if (i == j) {
                num[i][j] = num[i][j - 1] + 1;
                num1[i][j] = num1[i][j - 1] + 1;
                num2[i][j] = 1;

            } else {
                num[i][j] = num[i][j - 1] + num[i - j][j];
                num1[i][j] = num1[i][j - 1] + num1[i - j][j - 1];
                num2[i][j] = num2[i - 1][j - 1] + num2[i - j][j];
            }
        }
    }
    f[0][0] = 1, g[0][0] = 1;
    for (i = 1; i < nmax; i++) {
        for (j = 1; j <= i; j++) {
            g[i][j] = f[i - j][j];
            f[i][j] = f[i - 1][j - 1] + g[i - j][j];
        }
    }
}
int main() {
#ifndef ONLINE_JUDGE
    freopen("data.in", "r", stdin);
#endif
    int n, k, i, res0, res1, res2, res3, res4;
    init();
    while (~scanf("%d %d", &n, &k)) {
        res0 = num[n][n];
        res1 = num2[n][k];
        res2 = num[n][k];
        for (i = 0, res3 = 0; i <= n; i++) {
            res3 += f[n][i];
        }
        res4 = num1[n][n];
        printf("%d\n%d\n%d\n%d\n%d\n\n", res0, res1, res2, res3, res4);
    }
    return 0;
}</span>

將正整數劃分成連續的正整數之和
如15可以劃分成4種連續整數相加的形式:
15
7 8
4 5 6
1 2 3 4 5

    首先考慮一般的形式,設n爲被劃分的正整數,x爲劃分後最小的整數,如果n有一種劃分,那麼
結果就是x,如果有兩種劃分,就是x和x x + 1, 如果有m種劃分,就是 x 、x x + 1 、 x x + 1 x + 2 、... 、x x + 1 x + 2 ... x + m - 1
將每一個結果相加得到一個公式(i * x + i * (i - 1) / 2) = n,i爲當前劃分後相加的正整數個數。
滿足條件的劃分就是使x爲正整數的所有情況。
如上例,當i = 1時,即劃分成一個正整數時,x = 15, 當i = 2時, x = 7。
當x = 3時,x = 4, 當x = 4時,4/9,不是正整數,因此,15不可能劃分成4個正整數相加。
當x = 5時,x = 1。

    這裏還有一個問題,這個i的最大值是多少?不過有一點可以肯定,它一定比n小。我們可以做一個假設,
假設n可以拆成最小值爲1的劃分,如上例中的1 2 3 4 5。這是n的最大數目的劃分。如果不滿足這個假設,
那麼 i 一定比這個劃分中的正整數個數小。因此可以得到這樣一個公式i * (i + 1) / 2 <= n,即當i滿足
這個公式時n纔可能被劃分。

代碼如下:

<span style="font-size:18px;">void split(int n) {
    int i, j, te, x, xlen;
    for (i = 1, xlen = 0; (te = i * (i - 1) / 2) < n; i++) {
        x = n - te;
        if (x % i == 0) {
            x /= i;
            printf("%d", x);
            for (j = 1; j < i; j++) {
                printf("%d ", x + j);
            }
            printf("\n");
            xlen++;
        }
    }
    printf("%d\n", xlen);
}</span>


下面給出的鏈接是筆者自己給出的,講的是整數劃分的另一種方法——母函數法,博客中給的題目鏈接中就有整數劃分,也是一道比較模板化的題目,而且這篇對母函數的講解博客也寫得很好,值得大家學習。

鏈接:http://www.wutianqi.com/?p=596

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