31.Algorithm Gossip: 数字拆解
说明
这个题目来自于 数字拆解,我将之改为C语言的版本,并加上说明。题目是这样的:
代码语言:javascript复制3 = 2 1 = 1 1 1 所以3有三种拆法
4 = 3 1 = 2 2 = 2 1 1 = 1 1 1 1 共 五 种
5 = 4 1 = 3 2 = 3 1 1 = 2 2 1 = 2 1 1 1 = 1 1 1 1 1
共七种
依此类推,请问一个指定数字NUM的拆解方法个数有多少个? 解法 我们以上例中最后一个数字5的拆解为例,假设f( n )为数字n的可拆解方式个数,而f(x, y)为使用y以下的数字来拆解x的方法个数,则观察:
代码语言:javascript复制5 = 4 1 = 3 2 = 3 1 1 = 2 2 1 = 2 1 1 1 = 1 1 1 1 1
使用函式来表示的话: f(5) = f(4, 1) f(3,2) f(2,3) f(1,4) f(0,5)
代码语言:javascript复制在这里插入代码片
其中f(1, 4) = f(1, 3) f(1, 2) f(1, 1)
,但是使用大于1的数字来拆解1没有意义,所以f(1, 4) = f(1, 1)
,而同样的,f(0, 5)
会等于f(0, 0)
,所以:
f(5) = f(4, 1) f(3,2) f(2,3) f(1,1) f(0,0)
依照以上的说明,使用动态程式规画(Dynamic programming)来进行求解,其中f(4,1)
其实就是f(5-1, min(5-1,1)),f(x, y)
就等于f(n-y, min(n-x, y))
,其中n为要拆解的数字,而min()
表示取两者中较小的数。
使用一个二维阵列表格table[x][y]来表示f(x, y),刚开始时,将每列的索引0与索引1元素值设定为1,因为任何数以0以下的数拆解必只有1种,而任何数以1以下的数拆解也必只有1种:
代码语言:javascript复制for(i = 0; i < NUM 1; i ){
table[i][0] = 1;
// 任何数以0以下的数拆解必只有1种table[i][1] = 1; // 任何数以1以下的数拆解必只有1种
}
接下来就开始一个一个进行拆解了,如果数字为NUM,则我们的阵列维度大小必须为NUM x (NUM/2 1),以数字10为例,其维度为10 x 6我们的表格将会如下所示:
代码语言:javascript复制1 1 0 0 0 0
1 1 0 0 0 0
1 1 2 0 0 0
1 1 2 3 0 0
1 1 3 4 5 0
1 1 3 5 6 7
1 1 4 7 9 0
1 1 4 8 0 0
1 1 5 0 0 0
1 1 0 0 0 0
代码示例
代码语言:javascript复制#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define NUM 10 // 要拆解的数字
#define DEBUG 0
int main(void) {
int table[NUM][NUM/2 1] = {0}; // 动态规画表格
int count = 0; int result = 0; int i, j, k;
printf("数字拆解n");
printf("3 = 2 1 = 1 1 1 所以3有三种拆法n");
printf("4 = 3 1 = 2 2 = 2 1 1 = 1 1 1 1");
printf("共五种n");
printf("5 = 4 1 = 3 2 = 3 1 1");
printf(" = 2 2 1 = 2 1 1 1 = 1 1 1 1 1");
printf("共七种n");
printf("依此类推,求 %d 有几种拆法?", NUM);
// 初始化
for(i = 0; i < NUM; i ){
table[i][0] = 1; // 任何数以0以下的数拆解必只有1种
table[i][1] = 1; // 任何数以1以下的数拆解必只有1种
}
// 动态规划
for(i = 2; i <= NUM; i ){ for(j = 2; j <= i; j ){
if(i j > NUM) // 大 于 NUM continue;
count = 0;
for(k = 1 ; k <= j; k ){
count = table[i-k][(i-k >= k) ? k : i-k];
}
table[i][j] = count;
}
}
// 计算并显示结果
for(k = 1 ; k <= NUM; k )
result = table[NUM-k][(NUM-k >= k) ? k : NUM-k]; printf("nnresult: %dn", result);
if(DEBUG) {
printf("n除错资讯n"); for(i = 0; i < NUM; i ) {
for(j = 0; j < NUM/2 1; j ) printf("-", table[i][j]);
printf("n");
}
}
return 0;
}