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aurain
技術(shù)文摘
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整數(shù)劃分問題是將一個(gè)正整數(shù)n拆成一組數(shù)連加并等于n的形式,且這組數(shù)中的最大加數(shù)不大于n。
    如6的整數(shù)劃分為
   
    6
    5 + 1
    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
共11種。下面介紹一種通過遞歸方法得到一個(gè)正整數(shù)的劃分?jǐn)?shù)。
   
    遞歸函數(shù)的聲明為 int split(int n, int m);其中n為要?jiǎng)澐值恼麛?shù),m是劃分中的最大加數(shù)(當(dāng)m > n時(shí),最大加數(shù)為n),
    1 當(dāng)n = 1或m = 1時(shí),split的值為1,可根據(jù)上例看出,只有一個(gè)劃分1 或 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1
    可用程序表示為if(n == 1 || m == 1) return 1;
   
    2 下面看一看m 和 n的關(guān)系。它們有三種關(guān)系
    (1) m > n
    在整數(shù)劃分中實(shí)際上最大加數(shù)不能大于n,因此在這種情況可以等價(jià)為split(n, n);
    可用程序表示為if(m > n) return split(n, n);   
    (2) m = n
    這種情況可用遞歸表示為split(n, m - 1) + 1,從以上例子中可以看出,就是最大加
    數(shù)為6和小于6的劃分之和
    用程序表示為if(m == n) return (split(n, m - 1) + 1);
    (3) m < n
    這是最一般的情況,在劃分的大多數(shù)時(shí)都是這種情況。
    從上例可以看出,設(shè)m = 4,那split(6, 4)的值是最大加數(shù)小于4劃分?jǐn)?shù)和整數(shù)2的劃分?jǐn)?shù)的和。
    因此,split(n, m)可表示為split(n, m - 1) + split(n - m, m)
   
    根據(jù)以上描述,可得源程序如下:
int split(int n, int m)
{
 if (n == 1 || m == 1)
 {
  return 1;
 }
 if (n < m)
 {
  return split(n, n);
 }
 if (n == m)
 {
  return 1 + split(n, m-1);
 }
 if (n > m)
 {
  return split(n-m, m) + split(n, m-1);
 }
}
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
將正整數(shù)劃分成連續(xù)的正整數(shù)之和
如15可以劃分成4種連續(xù)整數(shù)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(shè)n為被劃分的正整數(shù),x為劃分后最小的整數(shù),如果n有一種劃分,那么結(jié)果就是x,如果有兩種劃分,就是x和 x + 1,如果有m種劃分,就是 x 、x + 1 、x + 1 、x + 2 、... 、x + m - 1,將每一個(gè)結(jié)果相加得到一個(gè)公式(i * x + i * (i - 1) / 2) = n,i為當(dāng)前劃分后相加的正整數(shù)個(gè)數(shù)。
滿足條件的劃分就是使x為正整數(shù)的所有情況。
如上例,當(dāng)i = 1時(shí),即劃分成一個(gè)正整數(shù)時(shí),x = 15, 當(dāng)i = 2時(shí), x = 7。
當(dāng)i = 3時(shí),x = 4, 當(dāng)i = 4時(shí),4/9,不是正整數(shù),因此,15不可能劃分成4個(gè)正整數(shù)相加。
當(dāng)i = 5時(shí),x = 1。
    這里還有一個(gè)問題,這個(gè)i的最大值是多少?不過有一點(diǎn)可以肯定,它一定比n小。我們可以做一個(gè)假設(shè),假設(shè)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(shù)目的劃分。如果不滿足這個(gè)假設(shè),那么 i 一定比這個(gè)劃分中的正整數(shù)個(gè)數(shù)小。因此可以得到這樣一個(gè)公式i * (i + 1) / 2 <= n,即當(dāng)i滿足這個(gè)公式時(shí)n才可能被劃分。

綜合上述,源程序如下:
int Split(int n)
{
 int nCount = 0;

 int i, j;
 int x;
 int t;
 for (i = 1; ((i * (i+1)) / 2 <= n); ++i)
 {
  t = (i * (i - 1)) / 2;
  if ((n-t)%i)
  {
   continue;
  }
  x = (n - t) / i;
  for (j = x; j <= x+i-1; ++j)
  {
   cout<<j<<"\t";
  }
  cout<<endl;
  ++nCount;
 }
 return nCount;
}

posted on 2008-10-21 10:29 閱讀(3345) 評(píng)論(5)  編輯 收藏 引用 所屬分類: 算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

FeedBack:
# re: 整數(shù)劃分算法原理與實(shí)現(xiàn)
2008-10-21 11:31 | hsen
沒必要這么麻煩吧?只要滿足A = n*(n+1)/2 + n * k就行了吧?
  回復(fù)  更多評(píng)論
  
# re: 整數(shù)劃分算法原理與實(shí)現(xiàn)
2008-10-21 11:36 |
@hsen
指的是?  回復(fù)  更多評(píng)論
  
# re: 整數(shù)劃分算法原理與實(shí)現(xiàn)
2008-10-21 18:34 | E劍仙
第一題要加入DP……  回復(fù)  更多評(píng)論
  
# re: 整數(shù)劃分算法原理與實(shí)現(xiàn)
2008-10-22 17:31 | hsen
我指的是后面那個(gè)問題:將正整數(shù)劃分成連續(xù)的正整數(shù)之和
要將A劃分的話,必然滿足 A = n *(n+1) /2 + n * k,所以寫代碼的時(shí)候只要一個(gè)循環(huán)就能搞定了。
int i, s;
for(i = 1, s = 0; s <= A; ++i, s+= i){
if(0 == (A-s)% i){
int k = (A-s) / i;
for(int j = 0; j < i; ++j) std::cout<<(j+k)<< " ";
std::cout<<std::endl;
}
}  回復(fù)  更多評(píng)論
  
# re: 整數(shù)劃分算法原理與實(shí)現(xiàn)
2008-10-22 21:41 | 金山毒霸2008
讓我想起非對(duì)稱加密技術(shù),就是建立在相似的大素?cái)?shù)分解的基礎(chǔ)上。  回復(fù)  更多評(píng)論
  

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