如何将一个正整数分成若干个正整数的和?
整数分区问题一直都是组合数学中的热门问题。当面对这个问题时,人们会想到将原问题转化为一个基于其它整数的子问题。而这种做法称为递归,是整数分区问题得以解决的关键。
一、什么是整数分区?
整数分区,简单来说就是用正整数的和来表示一个正整数的方法个数。
比如说,将4分解成整数和的方法共有5种。这5种分别是:
4=4;
4=3+1;
4=2+2;
4=2+1+1;
4=1+1+1+1。
二、整数分区的计算方法
(一)递归算法
思路如下:
(1)将n分成至多m个正整数之和的数目记作p(n,m);
(2)用第一个数(最大数)的大小分类讨论:
①如果第1个数>= m, 那么所有方案中都不可能出现m这个数,所以与第一个数的大小无关,其个数数目即为p(n-m,m);
②如果第1个数< m, 那么所有p(n,m)的方案中,第一个数一定是<=m的,需要枚举;枚举时第一个数i可以从1到m, cnt(n,m,i)表示第一个数为i的方案数目,此时方案总数即为
p(n,m) = sum(cnt(n,m,i)),i=1:m.
枚举的过程实际上是在消耗第一个数的大小分量;
(3)由于第一个数比较特殊,上面的计算只计算了第一个数<=m的方案的贡献,没有考虑第一个数>m的方案的贡献,这些方案的个数是p(n-m,m-1),即第一个数直接从第2,3......m+1个数中选择。
代码实现如下:
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