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整数划分
#include<stdio.h>int q(int n,int m){ if((n<1)||(m<1)) return 0; if((n==1)||(m==1)) return 1; if(n<m) return q(n,n); if(n==m) return q(n,m-1)+1; if(n>m) return q(n,m-1)+q(n-m,m);}int main(){ int n; scanf("%d",&n); printf("%d",q(n,n)); return 0;}
整数划分问题是算法中的一个经典命题之一,有关这个问题的讲述在讲解到递归时基本都将涉及。所谓整数划分,是指把一个正整数n写成如下形式:
n=m1+m2+...+mi; (其中mi为正整数,并且1 <= mi <= n),则{m1,m2,...,mi}为n的一个划分。
如果{m1,m2,...,mi}中的最大值不超过m,即max(m1,m2,...,mi)<=m,则称它属于n的一个m划分。这里我们记n的m划分的个数为f(n,m);
例如但n=4时,他有5个划分,{4},{3,1},{2,2},{2,1,1},{1,1,1,1};
注意4=1+3 和 4=3+1被认为是同一个划分。
该问题是求出n的所有划分个数,即f(n, n)。下面我们考虑求f(n,m)的方法;
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递归法
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根据n和m的关系,考虑以下几种情况:
(1)当 n = 1 时,不论m的值为多少(m > 0 ),只有一种划分即 { 1 };
(2) 当 m = 1 时,不论n的值为多少,只有一种划分即 n 个 1,{ 1, 1, 1, ..., 1 };
(3) 当 n = m 时,根据划分中是否包含 n,可以分为两种情况:
(a). 划分中包含n的情况,只有一个即 { n };
(b). 划分中不包含n的情况,这时划分中最大的数字也一定比 n 小,即 n 的所有 ( n - 1 ) 划分。
因此 f(n, n) = 1 + f(n, n-1);
(4) 当 n < m 时,由于划分中不可能出现负数,因此就相当于 f(n, n);
(5) 但 n > m 时,根据划分中是否包含最大值 m,可以分为两种情况:
(a). 划分中包含 m 的情况,即 { m, { x1, x2, ..., xi } }, 其中 { x1, x2, ..., xi } 的和为 n - m,可能再次出现 m,因此是(n - m)的 m 划分,因此这种划分
个数为 f(n-m, m);
(b). 划分中不包含 m 的情况,则划分中所有值都比 m 小,即 n 的 ( m - 1 ) 划分,个数为 f(n, m - 1);
因此 f(n, m) = f(n - m, m) + f(n, m - 1);
综合以上情况,我们可以看出,上面的结论具有递归定义特征,其中(1)和(2)属于回归条件,(3)和(4)属于特殊情况,将会转换为情况(5)。而情况 (5)为通用情况,属于递推的方法,其本质主要是通过减小m以达到回归条件,从而解决问题。其递推表达式如下:
f(n, m) = 1; ( n = 1 or m = 1 )
f(n, n); ( n < m )
1+ f(n, m - 1); ( n = m )
f(n - m, m) + f(n, m - 1); ( n > m )
整数划分