说明
题目是这样的:
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:
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)
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,使用动态程式规划( Dynamicprogramming)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:
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NUMx(NUM/2+1),以数字10为例,其维度为10x6我们的表格将会如下所示:
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
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#define NUM 6 // 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("\n\nresult: %d\n", 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("%2d", table[i][j]);
printf("\n");
}
}
system("pause");
return 0;
}