转载出处:http://www.cppblog.com/superKiki/archive/2010/05/27/116506.aspx
整数划分是把一个正整数 N 拆分成一组数相加并且等于 N 的问题.
比如:
6
5 + 1 (序列)
4 + 2, 4 + 1 + 1
3 + 3, 3 + 2 + 1, 3 + 1 + 1 + 1
2 + 2 + 2, 2 + 2 + 1 + 1, 2 + 1 + 1 + 1 + 1
1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1
假设F(N,M) 整数 N 的划分个数,其中 M 表示将 N 拆分后的序列中最大数
考虑边界状态:
M = 1 或者 N = 1 只有一个划分 既: F(1,1) = 1
M = N : 等于把M - 1 的划分数加 1 既: F(N,N) = F(N,N-1) + 1
M > N: 按理说,N 划分后的序列中最大数是不会超过 N 的,所以 F(N,M ) = F(N,N)
M < N: 这个是最常见的, 他应该是序列中最大数为 M-1 的划分和 N-M 的划分之和, 比如F(6,4),上面例子第三行, 他应该等于对整数 3 的划分, 然后加上 2 的划分(6-4) 所以 F(N,M) = F(N, M-1) + F(N-M,M)
整数划分问题
数 n 的划分是将 n 表示成多个正整数之和的形式
划分可以分为两种情况:
A 划分的多个正整数中,正整数的数量是任意的
这又可以分为划分的正整数中,正整数可以相同与不同两类
1. 划分的多个正整数可以相同, 递推方程可以表示为:
(1) dp[n][m]= dp[n][m-1]+ dp[n-m][m]
dp[n][m]表示整数 n 的划分中,每个数不大于 m 的划分数。
则划分数可以分为两种情况:
a. 划分中每个数都小于 m, 相当于每个数不大于 m- 1, 故
划分数为 dp[n][m-1].
b. 划分中有一个数为 m. 那就在 n中减去 m , 剩下的就相当
于把 n-m 进行划分, 故划分数为 dp[n-m][m];
(2) dp[n][m]= dp[n][m+1]+ dp[n-m][m]
dp[n][m]表示整数 n 的划分中,每个数不小于 m 的划分数。
同理可证明该式。
2. 划分的多个正整数互不相同,递推方程可以表示为:
(1) dp[n][m]= dp[n][m-1]+ dp[n-m][m-1]
dp[n][m]表示整数 n 的划分中,每个数不大于 m 的划分数。
同样划分情况分为两种情况:
a. 划分中每个数都小于 m, 相当于每个数不大于 m- 1,
划分数为 dp[n][m-1].
b. 划分中有一个数为 m. 在 n 中减去 m, 剩下相当对
n- m 进行划分,并且每一个数不大于 m- 1,故划分数
为 dp[n-m][m-1]
(2) dp[n][m]= dp[n][m+1]+ dp[n-m][m]
dp[n][m]表示整数 n 的划分中,每个数不小于 m 的划分数。
B 划分的多个正整数中,正整数的数量是固定的
把一个整数 n 无序划分成 k 份互不相同的正整数之和的方法总数。
方程为:
dp[n][k]= dp[n-k][k]+ dp[n-1][k-1];
另一种理解,总方法可以分为两类:
第一类: n 份中不包含 1 的分法,为保证每份都 >= 2,可以先拿出 k 个 1 分
到每一份,然后再把剩下的 n- k 分成 k 份即可,分法有: dp[n-k][k]
第二类: n 份中至少有一份为 1 的分法,可以先那出一个 1 作为单独的1份,剩
下的 n- 1 再分成 k- 1 份即可,分法有:dp[n-1][k-1]
类似问题:M个小球装N个盒子,或者苹果装盘问题
把M个球放到N个盒子,允许有空的盒子(不放球),有多少种放法?
典型的DP问题:
用F(m,n)表示有多少种放法:
如果m=0 或者 m=1 , F = 1
如果n=0 或者 n=1 , F =1
既F(0,0) = F(0,1) = F(1,0) = F(1,1) = 1
否则 F = F(m-n,n) + F(m,n-1)这就是DP的解空间递归解
每一次DP应用,都是一次创造
三、关于整数的质因子和分解
【问题描述】
歌德巴赫猜想说任何一个不小于6的偶数都可以分解为两个奇素数之和。对此问题扩展,如果一个整数能够表示成两个或多个素数之和,则得到一个素数和分解式。对于一个给定的整数,输出所有这种素数和分解式。注意,对于同构的分解只输出一次(比如5只有一个分解2 + 3,而3 + 2是2 + 3的同构分解式)。
例如,对于整数8,可以作为如下三种分解:
(1) 8 = 2 + 2 + 2 + 2
(2) 8 = 2 + 3 + 3
(3) 8 = 3 + 5
【算法分析】
由于要将指定整数N分解为素数之和,则首先需要计算出该整数N内的所有素数,然后递归求解所有素数和分解即可。
C++代码实现如下: