c语言-杨辉三角的两种输出方法

c语言对杨辉三角的简单实现

杨辉三角是数字与几何的完美融合,杨辉三角有着非常神奇的排列规律。
下面我们来复习以下杨辉三角形的特性,并用程序来输出杨辉三角形。

           1
         1   1
       1   2   1
     1   3   3   1
   1   4   6   4   1

如上,可以看出一个很简单的规律:

  • 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。

利用这三个规律,我们可以用数组来实现杨辉三角的排列。

    #include <stdio.h>
    #define N 14
    void main()
    {
        int i, j, k, n, arr[N][N];  /*定义二维数组arr[14][14]*/
        do
        {
            printf("请输入要打印的行数:");
            scanf("%d",&n);
        }
        while(n<=0||n>=N-1);       //对打印行数进行判断,避免越界
       
        for(i=1;i<=n;i++)
            a[i][1] = a[i][i] = 1;  //两边的数令它为1,因为现在循环从1开始,就认为a[i][1]为第一个数
        for(i=3;i<=n;i++)
            for(j=2;j<=i-1;j++)
                a[i][j]=a[i-1][j-1]+a[i-1][j];  //除两边的数外都等于上方两数之和
        for(i=1;i<=n;i++){
            for(k=1;k<=n-i;k++)
                printf("   ");  //对打印进行排版
            for(j=1;j<=i;j++)
                printf("%6d",a[i][j]);
            
            printf("\n"); 
        }
        return 0;
    }

以上就是数组对杨辉三角的实现,如果不想使用数组还可以利用以下规律,进行直接打印。

  • 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。
  • 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)。
    (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。

简单来说:
利用二项式定理来解决。例如在杨辉三角中,第3行的三个数恰好对应着两数和的平方的展开式的每一项的系数,第4行的四个数恰好依次对应两数和的立方的展开式的每一项的系数,以此类推。
即:

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。因此可得出二项式定理的公式为:

C(n-1,m-1)=(n-1)!/{(m-1)!(n-m)!}

下面对这个公式来一个简单的实现

int fac(int a)     //定义一个阶乘函数供combi函数调用
{
        int i,ret=1;     //乘阶的数据量可能会很大,可以把ret定义为float,
        if(a ==1 || a == 0)
                return 1;
        else{
                for(i=1;i<=a;i++)
                        ret = ret*i;
                return ret;
        }
}

void combi(int n)
{
        int i,j,k;
        for(i=1;i<=n;i++)
        {
                for(j=1;j<=n-i;j++)
                        printf("  ");    //对输出排版
                for(k=1;k<=i;k++)
                {
                        printf("%4d",fac(i-1)/(fac(k-1)*fac(i-k)));   //利用上述公式进行获取杨辉三角对应的值
                }
                printf("\n");
        }
}

int main()
{
        int n;
        printf("请输入:");
        scanf("%d",&n);
        combi(n);
}

可以看出来利用二项式原理,程序逻辑更加的清晰简洁。但是乘阶的计算量比较大,并不赞成使用此种方法。
关于杨辉三角的特性还有很多,有兴趣的还可以进行探究。

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转载自www.cnblogs.com/tansss/p/12513673.html
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