C语言经典递推算法之杨辉三角展开(详解)

一、递推算法

这是一种比较简单的算法,即通过已知条件,利用特定关系得到中间结论,然后得到最后结果的算法。递推算法可以分为顺推和逆推两种。

二、杨辉三角展开

1、杨辉三角

  • 杨辉三角,是二项式系数在三角形中的一种几何排列。
  • 杨辉三角的性质:
    每个数等于它上方两数之和。
    每行数字左右对称,由1开始逐渐变大。
    第n行的数字有n项。
    前n行共[(1+n)n]/2 个数。
    第n行的m个数可表示为 C(n-1,m-1),即为从n-1个不同元素中取m-1个元素的组合数。
    第n行的第m个数和第n-m+1个数相等 ,为组合数性质之一。

2、算法步骤
(1)每个数字等于上一行的左右两个数字之和。可用此性质写出整个杨辉三角。即第n+1行的第i个数等于第n行的第i-1个数和第i个数之和,这也是组合数的性质之一。即 C(n+1,i)=C(n,i)+C(n,i-1)

(2)(a+b)n的展开式中的各项系数依次对应杨辉三角的第(n+1)行中的每一项。

(3)将第2n+1行第1个数,跟第2n+2行第3个数、第2n+3行第5个数……连成一线,这些数的和是第4n+1个斐波那契数;将第2n行第2个数(n>1),跟第2n-1行第4个数、第2n-2行第6个数……这些数之和是第4n-2个斐波那契数。

(4)将第n行的数字分别乘以10(m-1),其中m为该数所在的列,再将各项相加的和为11(n-1)

3、C语言实现

#include <stdio.h>
#define N 8

void main()
{
    
    
	int a[N+1][N+1], i, j;
	for(i=0; i<=N; i++)
	{
    
    
		a[i][i]= a[i][0]= 1;
	}
	for(i=2; i<=N; i++)
	{
    
    
		for(j=1; j<i; j++)
		{
    
    
			a[i][j]= a[i-1][j]+ a[i-1][j-1];
		}
	}
	printf("%d 阶杨辉三角:\n", N+1);
	for(i=0; i<=N; i++)
	{
    
    
		for(j=0; j<=i; j++)
			printf("%4d",a[i][j]);
		printf("\n"); 
	}
}

01

4、算法思想
使用二维数组存放杨辉三角中的数据元素,初始时,将第1列和对角线上的元素初始化为1,即a[i][0]=a[i][i]=1
然后利用每一行元素值是它上一层两个相邻元素之和求其他元素值,即a[i][j]= a[i-1][j]+a[i-1][j-1]

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参考文献:《The Function and Algorithm of Program Language C/C++》

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