整數劃分問題是將一個正整數n拆成一組數連加并等于n的形式,且這組數中的最大加數不大于n。
如6的整數劃分為
6
5 + 1
4 + 2, 4 + 1 + 1
3 + 3, 3 + 2 + 1, 3 + 1 + 1 + 1
2 + 2 + 2, 2 + 2 + 1 + 1, 2 + 1 + 1 + 1 + 1
1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1
共11種。下面介紹一種通過遞歸方法得到一個正整數的劃分數。
遞歸函數的聲明為 int split(int n, int m);其中n為要劃分的正整數,m是劃分中的最大加數(當m > n時,最大加數為n),
1 當n = 1或m = 1時,split的值為1,可根據上例看出,只有一個劃分1 或 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1
可用程序表示為if(n == 1 || m == 1) return 1;
2 下面看一看m 和 n的關系。它們有三種關系
(1) m > n
在整數劃分中實際上最大加數不能大于n,因此在這種情況可以等價為split(n, n);
可用程序表示為if(m > n) return split(n, n);
(2) m = n
這種情況可用遞歸表示為split(n, m - 1) + 1,從以上例子中可以看出,就是最大加
數為6和小于6的劃分之和
用程序表示為if(m == n) return (split(n, m - 1) + 1);
(3) m < n
這是最一般的情況,在劃分的大多數時都是這種情況。
從上例可以看出,設m = 4,那split(6, 4)的值是最大加數小于4劃分數和整數2的劃分數的和。
因此,split(n, m)可表示為split(n, m - 1) + split(n - m, m)
根據以上描述,可得源程序如下:
int split(int n, int m)
{
if (n == 1 || m == 1)
{
return 1;
}
if (n < m)
{
return split(n, n);
}
if (n == m)
{
return 1 + split(n, m-1);
}
if (n > m)
{
return split(n-m, m) + split(n, m-1);
}
}
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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為被劃分的正整數,x為劃分后最小的整數,如果n有一種劃分,那么結果就是x,如果有兩種劃分,就是x和 x + 1,如果有m種劃分,就是 x 、x + 1 、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為當前劃分后相加的正整數個數。
滿足條件的劃分就是使x為正整數的所有情況。
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i = 3時,x = 4, 當i = 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i = 5時,x = 1。
這里還有一個問題,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可以拆成最小值為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,那么 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才可能被劃分。
綜合上述,源程序如下:
int Split(int n)
{
int nCount = 0;
int i, j;
int x;
int t;
for (i = 1; ((i * (i+1)) / 2 <= n); ++i)
{
t = (i * (i - 1)) / 2;
if ((n-t)%i)
{
continue;
}
x = (n - t) / i;
for (j = x; j <= x+i-1; ++j)
{
cout<<j<<"\t";
}
cout<<endl;
++nCount;
}
return nCount;
}
posted on 2008-10-21 10:29
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