合理抽象&灵活运用排列组合(洛谷P2181题题解)

题目要求

P2181题目链接

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分析

其实,本题是一个数学题。。。

首先由题意得,不会有三条对角线交于一点,所以过某一个交点有且只能有2条对角线。
而这两条对角线实质上是确定了4个顶点(也可以看做是一个四边形的两条对角线交于一点,求四边形的数量),因此我们只需要确定4个顶点就得到了这个唯一确定的交点。

因此我们只需要求这样4个顶点的组合有多少个,即从n个顶点中取4个出来的组合数。

此时,这个问题变成了排列组合问题。。。

根据组合数的公式,得:
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于是我们就得到了我们解题的核心算法(公式咯): n * (n-1) * (n-2) * (n-3) / 24
但我们这么处理,由于连乘再除,要考虑溢出和精度,所以我们可以化简。

原式可以化为:
n * (n-1) / 2 * (n-2) / 3 * (n-3) / 4

那为什么这样一定是对的呢?难道不会因为除不尽却向下取整而导致错误吗?

事实上是一定除得尽的:

首先n和n-1一定有一个是2的倍数,因此2可以除尽。
同理n,n-1,n-2中一定有一个是3的倍数,因此3可以除尽(除掉2只会消除因数2而对3没有影响)
再同理,4也可以除尽。

坑点

还是这个数值类型的选择问题。。
你选int还觉得没问题,一看很和谐,一跑就WA。。。
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但换成long才能看出问题:
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显然只能用BigInteger。。。

为啥懒得用BigIntegeer呢,看我AC代码就知道了,何等的麻烦以及慢…………能不用就别用,但是连乘可以用这个东西保命一下。。

AC代码(Java语言描述)

import java.math.BigInteger;
import java.util.Scanner;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        BigInteger number = scanner.nextBigInteger();
        scanner.close();
        BigInteger num1 = new BigInteger("1");
        BigInteger num2 = new BigInteger("2");
        BigInteger num3 = new BigInteger("3");
        BigInteger num4 = new BigInteger("4");
        number = number.multiply(number.subtract(num1)).divide(num2).multiply(number.subtract(num2)).divide(num3)
                .multiply(number.subtract(num3)).divide(num4);
        System.out.println(number);
    }
}

看看,这个公式,每一次都有“.”,麻烦得很。。。

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