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整數劃分類問題求遞推式

整數劃分 --- 一個老生長談的問題:
  1) 練練組合數學能力.
  2) 練練遞迴思想
  3) 練練DP
  總之是一道經典的不能再經典的題目:
  這道好題求:
  1. 將n劃分成若干正整數之和的劃分數。
  2. 將n劃分成k個正整數之和的劃分數。
  3. 將n劃分成最大數不超過k的劃分數。
  4. 將n劃分成若干奇正整數之和的劃分數。
  5. 將n劃分成若干不同整數之和的劃分數。

1.將n劃分成不大於m的劃分法: 

  1).若是劃分多個整數可以存在相同的:

    dp[n][m]= dp[n][m-1]+ dp[n-m][m]  dp[n][m]表示整數 n 的劃分中,每個數不大於 m 的劃分數。


       則劃分數可以分為兩種情況:
       a.劃分中每個數都小於 m,相當於每個數不大於 m- 1, 故劃分數為 dp[n][m-1].
       b.劃分中有一個數為 m. 那就在 n中減去 m ,剩下的就相當於把 n-m 進行劃分, 故劃分數為 dp[n-m][m];

  2).若是劃分多個不同的整數:

  dp[n][m]= dp[n][m-1]+ dp[n-m][m-1]   dp[n][m]表示整數 n 的劃分中,每個數不大於 m 的劃分數。
      同樣劃分情況分為兩種情況:
      a.劃分中每個數都小於m,相當於每個數不大於 m-1,劃分數為 dp[n][m-1].
      b.劃分中有一個數為 m.在n中減去m,剩下相當對n-m進行劃分,

   並且每一個數不大於m-1,故劃分數為 dp[n-m][m-1]

  2.將n劃分成k個數的劃分法:

dp[n][k]= dp[n-k][k]+ dp[n-1][k-1];

     方法可以分為兩類:
       第一類: n 份中不包含 1 的分法,為保證每份都 >= 2,可以先拿出 k 個 1 分
     到每一份,然後再把剩下的 n- k 分成 k 份即可,分法有: dp[n-k][k]
       第二類: n 份中至少有一份為 1 的分法,可以先那出一個 1 作為單獨的1份,剩
     下的 n- 1 再分成 k- 1 份即可,分法有:dp[n-1][k-1]

  3.將n劃分成若干奇數的劃分法:(不懂)

    g[i][j]:將i劃分為j個偶數

    f[i][j]:將i劃分為j個奇數
     g[i][j] = f[i - j][j];
     f[i][j] = f[i - 1][j - 1] + g[i - j][j];

    路過的大牛求解釋,謝謝~

  程式碼如下所示:

複製程式碼
/*
* hit1402.c
*
* Created on: 2011-10-11
* Author: bjfuwangzhu
*/

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#define nmax 51
int num[nmax][nmax]; //將i劃分為不大於j的個數int num1[nmax][nmax]; //將i劃分為不大於j的不同的數int num2[nmax][nmax]; //將i劃分為j個數int f[nmax][nmax]; //將i劃分為j個奇數int g[nmax][nmax]; //將i劃分為j個偶數void init() {
int i, j;
for (i = 0; i < nmax; i++) {
num[i][0] = 0, num[0][i] = 0, num1[i][0] = 0, num1[0][i] = 0, num2[i][0] =
0, num2[0][i] = 0;
}
for (i = 1; i < nmax; i++) {
for (j = 1; j < nmax; j++) {
if (i < j) {
num[i][j] = num[i][i];
num1[i][j] = num1[i][i];
num2[i][j] = 0;
} else if (i == j) {
num[i][j] = num[i][j - 1] + 1;
num1[i][j] = num1[i][j - 1] + 1;
num2[i][j] = 1;

} else {
num[i][j] = num[i][j - 1] + num[i - j][j];
num1[i][j] = num1[i][j - 1] + num1[i - j][j - 1];
num2[i][j] = num2[i - 1][j - 1] + num2[i - j][j];
}
}
}
f[0][0] = 1, g[0][0] = 1;
for (i = 1; i < nmax; i++) {
for (j = 1; j <= i; j++) {
g[i][j] = f[i - j][j];
f[i][j] = f[i - 1][j - 1] + g[i - j][j];
}
}
}
int main() {
#ifndef ONLINE_JUDGE
freopen("data.in", "r", stdin);
#endif
int n, k, i, res0, res1, res2, res3, res4;
init();
while (~scanf("%d %d", &n, &k)) {
res0 = num[n][n];
res1 = num2[n][k];
res2 = num[n][k];
for (i = 0, res3 = 0; i <= n; i++) {
res3 += f[n][i];
}
res4 = num1[n][n];
printf("%d\n%d\n%d\n%d\n%d\n\n", res0, res1, res2, res3, res4);
}
return 0;
}
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將正整數劃分成連續的正整數之和
如15可以劃分成4種連續整數相加的形式:
15
7 8
4 5 6
1 2 3 4 5

    首先考慮一般的形式,設n為被劃分的正整數,x為劃分後最小的整數,如果n有一種劃分,那麼
結果就是x,如果有兩種劃分,就是x和x x + 1, 如果有m種劃分,就是 x 、x x + 1 、 x x + 1 x + 2 、... 、x x + 1 x + 2 ... x + m - 1
將每一個結果相加得到一個公式(i * x + i * (i - 1) / 2) = n,i為當前劃分後相加的正整數個數。
滿足條件的劃分就是使x為正整數的所有情況。
如上例,當i = 1時,即劃分成一個正整數時,x = 15, 當i = 2時, x = 7。
當x = 3時,x = 4, 當x = 4時,4/9,不是正整數,因此,15不可能劃分成4個正整數相加。
當x = 5時,x = 1。

    這裡還有一個問題,這個i的最大值是多少?不過有一點可以肯定,它一定比n小。我們可以做一個假設,
假設n可以拆成最小值為1的劃分,如上例中的1 2 3 4 5。這是n的最大數目的劃分。如果不滿足這個假設,
那麼 i 一定比這個劃分中的正整數個數小。因此可以得到這樣一個公式i * (i + 1) / 2 <= n,即當i滿足
這個公式時n才可能被劃分。

程式碼如下:

複製程式碼
void split(int n) {
int i, j, te, x, xlen;
for (i = 1, xlen = 0; (te = i * (i - 1) / 2) < n; i++) {
x = n - te;
if (x % i == 0) {
x /= i;
printf("%d", x);
for (j = 1; j < i; j++) {
printf("%d ", x + j);
}
printf("\n");
xlen++;
}
}
printf("%d\n", xlen);
}
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以下是轉載的:

  求劃分因子乘積最大的一個劃分及此乘積
  問題簡述:給定一個正整數n, 則在n所有的劃分中, 求因子乘積最大的一個劃分及此乘積。例如:8 = {8}, {7, 1}, {6, 2}, {5, 3}, {4, 4}, {3, 3, 2}, {2, 2, 2, 2} 等,那麼在這些當中,3 * 3 * 2 的乘積最大,所以輸出整個劃分
和這個乘積 18。
  演算法分析:這是我在某個論壇上看到的問題,以及別人針對此問題的數學分析,現簡單的整理如下:
  (1)對於任意大於等於4的正整數m, 存在一個劃分m = m1+m2, 使 m1*m2 >= m證: 令m1 = int(m/2), 則 m1 >= 2 , m2 = m-m1; 那麼m2 > 2,並且 m2 >= m/2 >= m1;    m1*m2 >= 2*m2 >= m; 證畢;
該證明簡單的來說就是:對於一個大於等於4的正整數m,存在一個2塊劃分的因子,這兩個因子的乘積總是不小於原數m本身。
  (2)由(1)知此數最終可以分解為 2^r * 3^s。現證明 r <= 2;
  證:若r > 2, 則至少有3個因子為2, 而2*2*2 < 3*3;
  所以可以將3個為2的因子,換為兩個因子3;積更大;證畢。
  綜合(1),(2),則有:任何大於4的因子都可以有更好的分解, 而4可以分解為2*2。
  所以:此數應該分解為 2^k1 * 3^k2。而且可以證明 k1>=0 並且 k1 <= 2,因此:
     A.當n = 3*r 時, 分解為 3^r
     B.當n = 3*r+1時, 分解為 3^(r-1)*2*2
     C.當n = 3*r+2時, 分解為 3^r*2
  剩下程式設計處理,那就是太簡單了,首先是處理 <= 4的特殊情況,再對>4的情況進行模3的3種情況的判斷,最後一一輸出。可見,數學在整數劃分問題上有太強的功能。誰叫這個問題叫整數劃分呢,不與數學密切才怪! ^_^。

  小學六年級奧數---整數劃分(有用結論)

  例1:把14分拆成若干個自然數的和,再求出這些數的積,要使得到的積最大,應該把14如何分拆?這個最大的乘積是多少?


  分析與解:我們先考慮分成哪些數時乘積才能儘可能地大。
  首先,分成的數中不能有1,這是顯然的。
  其次,分成的數中不能有大於4的數,否則可以將這個數再分拆成2與另外一個數的和,這兩個數的乘積一定比原數大,例如7就比它分拆成的2和5的乘積小。
  再次,因為4=2×2,故我們可以只考慮將數分拆成2和3。
  注意到2+2+2=6,2×2×2=8;3+3=6,3×3=9,因此分成的數中若有三個2,則不如換成兩個3,換句話說,分成的數中至多隻能有兩個2,其餘都是3。根據上面的討論,我們應該把14分拆成四個3與一個2之和,即14=3+3+3+3+2,這五數的積有最大值 3×3×3×3×2=162。
  將上述結論推廣為一般情形便是:
  把自然數S(S>1)分拆為若干個自然數的和:   S=a1+a2+…+an,則當a1,a2,…,an中至多有兩個2,其餘都是3時,其連乘積m=a1a2…an有最大值。

  例2:把1993分拆成若干個互不相等的自然數的和,且使這些自然數的乘積最大,該乘積是多少?
解:由於把1993分拆成若干個互不相等的自然數的和的分法只有有限種,因而一定存在一種分法,使得這些自然數的乘積最大。
  若1作因數,則顯然乘積不會最大。把1993分拆成若干個互不相等的自然數的和,因數個數越多,乘積越大。為了使因數個數儘可能地多,我們把1993分成2+3…+n直到和大於等於1993。
若和比1993大1,則因數個數至少減少1個,為了使乘積最大,應去掉最小的2,並將最後一個數(最大)加上1。
若和比1993大k(k≠1),則去掉等於k的那個數,便可使乘積最大。
所以n=63。因為2015-1993=22,所以應去掉22,把1993分成(2+3+…+21)+(23+24+…+63)

這一形式時,這些數的乘積最大,其積為  2×3×…×21×23×24×…×63。