整数划分问题(递归法 或 母函数法 )

样题:sdut2015寒假结训赛

开始我还以为是用背包来做,但是写完了代码,怎么写就是不对,并且在实现的时候确实有点地方我用背包的算法描述不了!

后来查到可以用:递归 或者 母函数算法!

比赛时曾考虑过用递归来实现,但没有推导出来,后来发现别人的博客里面写着“整数划分问题”应该在讲解递归的时候就该学会了。

我的心里顿时感到一股抱怨和悔恨,唉!当然自己的责任最大!

整数划分问题是算法中的一个经典命题之一,有关这个问题的讲述在讲解到递归时基本都将涉及。所谓整数划分,是指把一个正整数n写成如下形式:

n=m1+m2+...+mi; (其中mi为正整数,并且1 <= mi <= n),则{m1,m2,...,mi}为n的一个划分。

如果{m1,m2,...,mi}中的最大值不超过m,即max(m1,m2,...,mi)<=m,则称它属于n的一个m划分。这里我们记n的m划分的个数为f(n,m);

例如但n=4时,他有5个划分,{4},{3,1},{2,2},{2,1,1},{1,1,1,1};

注意4=1+3 和 4=3+1被认为是同一个划分。

题目描述

整数划分是一个非常经典的数学问题。

所谓整数划分,是指把一个正整数n写成为n=m1+m2+...+mi的形式,其中mi为正整数,并且1<=mi<=n,此时, {m1, m2, ..., mi}为n的一个划分。如果{m1, m2, ..., mi}中的最大值不超过m,即max{m1, m2, ..., mi}<=m,那么我们称之为整数n的一个m划分。

现在给出你正整数n和m,请你输出n的m划分的数量。

例如,当n=4时,有5个划分,即{4}, {3,1}, {2,2}, {2,1,1}, {1,1,1,1}。

注意,4=1+3和4=3+1被认为是同一个划分。

输入

输入文件以EOF结束。

每组数据占一行,有两个正整数n和m。(n,m<=50)

输出

输出n的m划分的数量。

示例输入

4 4

示例输出

5数据量不大,递归算法实现:

 1 #include <stdio.h>
 2 #include <string.h>
 3 #include <stdlib.h>
 4 #include <algorithm>
 5
 6 using namespace std;
 7
 8 unsigned long  GetPartitionCount(int n, int max)
 9 {
10     if (n == 1 || max == 1)
11         return 1;
12     else if (n < max)
13         return GetPartitionCount(n, n);
14     else if (n == max)
15         return 1 + GetPartitionCount(n, max-1);
16     else
17         return GetPartitionCount(n,max-1) + GetPartitionCount(n-max, max);
18 }
19
20 int main()
21 {
22     int n, m;
23     long ans;
24     while(scanf("%d %d", &n, &m)!=EOF)
25     {
26         ans = GetPartitionCount(n, m);
27         printf("%ld\n", ans );
28     }
29     return 0;
30 }

递归算法分析: (剪辑地址:http://www.cnblogs.com/hoodlum1980/archive/2008/10/11/1308493.html)

根据n和m的关系,考虑以下几种情况: 

       (1)当 n = 1 时,不论m的值为多少(m > 0 ),只有一种划分即 { 1 };

        (2)  当 m = 1 时,不论n的值为多少,只有一种划分即 n 个 1,{ 1, 1, 1, ..., 1 };

        (3)  当 n = m 时,根据划分中是否包含 n,可以分为两种情况:

              (a). 划分中包含n的情况,只有一个即 { n };

              (b). 划分中不包含n的情况,这时划分中最大的数字也一定比 n 小,即 n 的所有 ( n - 1 ) 划分。

              因此 f(n, n) = 1 + f(n, n-1);

        (4) 当 n < m 时,由于划分中不可能出现负数,因此就相当于 f(n, n);

        (5) 但 n > m 时,根据划分中是否包含最大值 m,可以分为两种情况:

               (a). 划分中包含 m 的情况,即 { m, { x1, x2, ..., xi } }, 其中 { x1, x2, ..., xi } 的和为 n - m,可能再次出现 m,因此是(n - m)的 m 划分,因此这种划分

                     个数为 f(n-m, m);

               (b). 划分中不包含 m 的情况,则划分中所有值都比 m 小,即 n 的 ( m - 1 ) 划分,个数为 f(n, m - 1);

              因此 f(n, m) = f(n - m, m) + f(n, m - 1);

 

         综合以上情况,我们可以看出,上面的结论具有递归定义特征,其中(1)和(2)属于回归条件,(3)和(4)属于特殊情况,将会转换为情况(5)。而情况 (5)为通用情况,属于递推的方法,其本质主要是通过减小m以达到回归条件,从而解决问题。其递推表达式如下:

         f(n, m) =      1;                                        ( n = 1 or m = 1 )

                            f(n, n);                                 ( n < m )

                            1+ f(n, m - 1);                      ( n = m )

                            f(n - m, m) + f(n, m - 1);       ( n > m )

时间: 2024-12-13 10:25:15

整数划分问题(递归法 或 母函数法 )的相关文章

整数划分问题 递归版

递归的划分 比较容易理解 但是要time out 若要把n用不大于n的数m划分 总共分四种情况 1.若n==m  则只有一种 但是要继续递归 所以等于 1+q(n,m-1) 2.若n<m 则不用考虑 无法划分 则 继续使用 q(n,n) 3.若n>m 则有两种情况   1.用m划分 剩余则是n-m  因此等于 q(n-m,m)   2.用小于m的数继续划分  则是 q(n,m-1)   3.所以合起来是  q(n-m,m)+q(n,m-1) 4.最后就是递归出口了   最底层肯定是1 1 if

算法课程小记—递归(整数划分问题)

[例2-5]整数划分问题 在正整数n的所有不同划分中,最大加数n1不大于m的划分个数记做q(n,m).可以建立q(n,m)的如下递归关系. (1)q(n,1)=1,n≥1 当最大加数n1不大于1时,任何正整数n只有一种划分形式,即n=1+1+…+1.(n个1) (2)q(n,m)=q(n,n),m≥n 最大加数n1实际上不大于n.因此q(1,m)=1. (3)q(n,n)=1+q(n,n-1) 正整数n的划分由n1=n的划分和n1≤n-1的划分组成. (4)q(n,m)=q(n,m-1)+q(n

整数划分问题的递归解法

转自https://www.skymoon.biz/archives/192 整数划分问题是算法中的一个经典命题之一,有关这个问题的讲述在讲解到递归时基本都将涉及.所谓整数划分,是指把一个正整数n写成如下形式: n=m1+m2+…+mi; (其中mi为正整数,并且1 <= mi <= n),则{m1,m2,…,mi}为n的一个划分.如果{m1,m2,…,mi}中的最大值不超过m,即max(m1,m2,…,mi)<=m,则称它属于n的一个m划分.这里我们记n的m划分的个数为f(n,m);例

整数划分递归模板

/* 整数划分问题是算法中的一个经典命题之一,有关这个问题的讲述在讲解到递归时基本都将涉及. 所谓整数划分,是指把一个正整数n写成如下形式: n=m1+m2+...+mi; (其中mi为正整数,并且1 <= mi <= n),则{m1,m2,...,mi}为n的一个划分. 如果{m1,m2,...,mi}中的最大值不超过m,即max(m1,m2,...,mi)<=m,则称它属于n的一个m划分.这里我们记n的m划分的个数为f(n,m); 例如但n=4时,他有5个划分,{4},{3,1},{

C#版 选择法、冒泡法、插入法和快速排序法分析与对比(一)

前言 之前老师就讲过了选择法和冒泡法,之后又提到了插入法和排序法,今天做了一个小DEMO,对比了一下四种方法的效率,当然看了很多大牛也博客,其实算法还设计了时间复杂度和空间复杂度,对于这两个概念,我只能从表面上进行理解,其中涉及到了很多数学的问题,所以就不展开写了. 选择排序 冒泡法 插入法 快速排序法 这部分知识比较新,而且内容比较多,所以打算单独另外总结一遍博客,来详细的总结一下这个方法~ DEMO(比较三个算法所用时间) 先说一下设计的思路,生成要求个数的不重复的随机数,将随机数循环赋给l

整数划分问题并显示每一种划分形式

#include<iostream> #include<algorithm> #include<iterator> #include<set> using namespace std; /* *整数划分问题并显示每一种分法 */ set<multiset<int>> GetAllIntDivision(int n) { set<multiset<int>> allDivision; if(1==n) { mul

hdu1028(整数划分问题)

题目链接:http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=1028 整数划分问题 整数划分 --- 一个老生长谈的问题: 描述 整数划分是一个经典的问题.请写一个程序,完成以下要求. 输入 每组输入是两个整数n和k.(1 <= n <= 50, 1 <= k <= n) 输出 对于输入的 n,k; 第一行: 将n划分成若干正整数之和的划分数. 第二行: 将n划分成k个正整数之和的划分数. 第三行: 将n划分成最大数不超过k的划分数. 第四行: 将

整数划分问题(仅仅显示种类数)

这边博客对于整数划分问题,仅仅要求求出对于每个整数可以划分的种类数,採用金典的递归的办法解决. #include<iostream> using namespace std; /* *整数划分问题(仅仅显示种类数) */ int GetIntDivision(int n,int m) { if(n==1&&m>=1) return 1; if(n>=1&&m==1) return 1; if(m>n) return GetIntDivision

HDU acm1028 整数划分 递归问题(递推)

我们用递归+记忆化的方法来解决普通整数划分问题:定义 f(n,m)为将整数n划分为一系列整数之和,其中加数 最大不超过m. 得到下面的递推关系式: 当n==1 || m==1 只有一种划分,即 1 或者 1+1+1......+1 当m>n 显然,等价于 f(n,n) 当m==n 此时:我考虑加数包含m与否的两种情况: 1)划分不包含m,即f(n,m-1)---所有m-1的划分 2)划分包含 m,此时只有一种即 m 所以当m==n时,有 f(n,m)=f(n,m-1)+1 当m<n时, 1)包