整数划分问题相信很多人都做过,题意是这样的:
将正整数n表示成一系列正整数之和,
n=n1+n2+,,,,,+nk(其中n1>=n2>=......>=nk>=1,k>1)
例如:正整数6有如下11种不同的划分,
6=1+1+1+1+1+1
6=1+1+1+1+2
6=1+1+1+3
6=1+1+2+2
6=1+1+4
6=1+2+3
6=1+5
6=2+2+2
6=2+4
6=3+3
6=6
这道题网上搜一大把解题方法,什么回溯法,动态规划等等都可以解出来,昨晚突然想到一个新的解题思路(可能网上已经有人发表过了,不过确实是自己突然发现的,如有雷同,纯属巧合O(∩_∩)O~):
这道题的麻烦之处在于解题过程很容易产生重复的情况,不过只要按照下面的做法就不会出现重复的现象,
当对正整数N划分,有如下划分情况:
N=1+1+........+1
N=1+1+......+2
......
N=1+(N-1)
N=N
接下来如果对N+1(这里用M代替N+1)进行划分时,则在N划分的所有情况前面都加1即
M=1+1+1+........+1
M=1+1+1+......+2
.......
M=1+N
加完之后对每一个新的表达式做如下操作:
步骤1.当表达式的个数小于等于2个时(如:3=1+2表达式的个数为2个),该表达式不作处理,判断下一个表达式,否则执行步骤2
步骤2.当表达式的个数大于2个时,对表达式的前两个数字求和(如:5=1+2+3,则前两个数即为1和2,),如果和小于等于第三个数字时,则构造新的表达式,即将当前表达式的前两个数字合并,其他的保持一致:
如原来的表达式为:M=x1+x2+x3+....xn
则新的表达式为:M=(x1+x2) + x2+x3...+n
如果和大于第三个数字,如:7=2+2+3,前两个数字的和为4,大于第三个数字。则不作处理,跳到步骤1,判断下一个表达式
当全部的表达式(只包括前一个数字的表达式前面加1的那些表达式,不包括这个过程生成的新表达式)都执行完以上步骤之后,最终结果就只差一个了,即本身等于本身的情况,再加上该种情况即可
说的很不清楚,来点实际的吧:
如5的划分情况为:
5=1+1+1+1+1
5=1+1+1+2
5=1+1+3
5=1+2+2
5=1+4
5=2+3
5=5
现在求6的划分,则首先第一步,在5的每个表达式的前面都加1,则得到:
6=1+1+1+1+1+1
6=1+1+1+1+2
6=1+1+1+3
6=1+1+2+2
6=1+1+4
6=1+2+3
6=1+5
接着第二步,按顺序对每个表达式执行之前说的步骤1和步骤2。
1.对于表达式:6=1+1+1+1+1+1,满足步骤1,执行步骤2,因为前两个数相加1+1=2大于第三个数1,所以不作处理,继续判断表达式2
2.对于表达式: 6=1+1+1+1+2,6=1+1+1+3 同样不作处理,继续下一个表达式
3.对于表达式: 6=1+1+2+2,前两个求和:1+1=2等于第三个数,所以满足条件,生成新的有效表达式:6=2+2+2,继续下一个表达式
4.对于表达式: 6=1+1+4 , 6=1+2+3,同理,可以生成新的表达式:6=2+4,6=3+3
5.对于表达式: 6=1+5 不满足步骤1中的条件
6.全部表达式遍历完毕,结束,加上自身等于自身的情况,即:6=6
最终的结果就为:
6=1+1+1+1+1+1
6=1+1+1+1+2
6=1+1+1+3
6=1+1+2+2
6=1+1+4
6=1+2+3
6=1+5
6=2+2+2
6=2+4
6=3+3
6=6
终于写完了,其实思路很简单,但是要说清楚可真麻烦,根据这种思路,代码就可以写了,不过代码也不是很好写的,我这里用了最简单明了的代码完成以上功能,代码写的很不上档次,空间复杂度太高,有时间再优化,欢迎大牛拍砖!
import java.util.ArrayList; import java.util.List; public class IntegerSplit { private List<int[]> result = new ArrayList<int[]>(); public void split(int m) { //初始化 result.add(new int[]{1,1}); result.add(new int[]{2}); if (m == 1) { System.out.println("1=1"); System.out.println("一共有:1种"); return ; } else { for (int i = 3; i <= m; i++) { int size=result.size(); for(int j=0;j<size;j++){ int[] ca=result.get(j); int[] newca=new int[ca.length+1]; newca[0]=1; System.arraycopy(ca, 0, newca, 1, ca.length); ca=null; ca=newca; result.set(j, ca); int[] cs=merger(ca); if(cs!=null){ result.add(cs.clone()); } } result.add(new int[]{i}); } } //打印结果 for(int[] ca:result){ System.out.print(m+"="); for(int p=0;p<ca.length-1;p++){ System.out.print(ca[p]+"+"); } System.out.print(ca[ca.length-1]); System.out.println(); } System.out.println("一共有:"+result.size()+"种"); } //合并 public int[] merger(int[] ca) { if (ca.length <= 2) return null; if (ca[0] + ca[1] <= ca[2]) { int[] rca = new int[ca.length - 1]; rca[0] = ca[0] + ca[1] ; System.arraycopy(ca, 2, rca, 1, ca.length - 2); return rca; } return null; } public static void main(String[] args) { new IntegerSplit().split(10); } }
10=1+1+1+1+1+1+1+1+1+1 10=1+1+1+1+1+1+1+1+2 10=1+1+1+1+1+1+1+3 10=1+1+1+1+1+1+2+2 10=1+1+1+1+1+1+4 10=1+1+1+1+1+2+3 10=1+1+1+1+1+5 10=1+1+1+1+2+2+2 10=1+1+1+1+2+4 10=1+1+1+1+3+3 10=1+1+1+1+6 10=1+1+1+2+2+3 10=1+1+1+2+5 10=1+1+1+3+4 10=1+1+1+7 10=1+1+2+2+2+2 10=1+1+2+2+4 10=1+1+2+3+3 10=1+1+2+6 10=1+1+3+5 10=1+1+4+4 10=1+1+8 10=1+2+2+2+3 10=1+2+2+5 10=1+2+3+4 10=1+2+7 10=1+3+3+3 10=1+3+6 10=1+4+5 10=1+9 10=2+2+2+2+2 10=2+2+2+4 10=2+2+3+3 10=2+2+6 10=2+3+5 10=2+4+4 10=2+8 10=3+3+4 10=3+7 10=4+6 10=5+5 10=10 一共有:42种
另外加多一段只求划分总数,不求过程的代码:
public class ZSHF { public static 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; return q(n,m-1)+q(n-m,m); } public static void main(String[] args) { int number=10; int result=q(number,number); System.out.println("对整数"+number+"的划分一共有:"+result+"种"); } }
对整数10的划分一共有:42种