假設(shè)現(xiàn)在有p個(gè)球放入k個(gè)盒子中,對(duì)于球和盒子的屬性分別做限制,然后詢問(wèn)方法數(shù)。這里的屬性限制分別包括:球是不是相同的,盒子是不是相同的,盒子是否為空。
首先看最簡(jiǎn)單的情況:盒子可以為空,球和盒子都是不同的。那么一共有k ^ p種放法。如果規(guī)定盒子是非空的,那么就需要利用容斥原理,設(shè)第i個(gè)盒子是空的為一種屬性,那么分別計(jì)算一個(gè)盒子為空的方法數(shù),兩個(gè)盒子為空。。。然后利用容斥原理就行了。
現(xiàn)在規(guī)定球是不同的,盒子是相同的且盒子不能為空。這是第二類stirling數(shù),S(p, k) = k * S(p - 1, k) + S(p - 1, k - 1)。如果規(guī)定盒子可以為空,那么就是第p個(gè)Bell數(shù),也就是對(duì)第二類stirling數(shù)k從0到k求和。
如果盒子相同,球也相同,這時(shí)候盒子空不空都無(wú)所謂了,就是一個(gè)整數(shù)劃分問(wèn)題,非空的話先給每個(gè)盒子裝一個(gè)球再算就行了。
最后一種情況是盒子不同,球相同,如果盒子可以為空,那么問(wèn)題就變成了經(jīng)典的x1 + x2 + ... + xk = p,x取值范圍0到p的解的個(gè)數(shù)。這是經(jīng)典的組合數(shù)學(xué)問(wèn)題,利用隔板法求得答案是C(k + p - 1, p)。如果盒子非空,那么就是把x的取值范圍變成1到p就行了,答案是C(p - 1, p - k)。