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集合劃分問題

問題:

n個元素的集合{1,2,.,n }可以劃分為若干個非空子集。例如,當n=4 時,集合{1,2,3,4}可以劃分為15個不同的非空子集如下:
{1},{2},{3},{4}}, {{1,2},{3},{4}},
{{1,3},{2},{4}}, {{1,4},{2},{3}},
{{2,3},{1},{4}}, {{2,4},{1},{3}},
{{3,4},{1},{2}}, {{1,2},{3,4}},
{{1,3},{2,4}}, {{1,4},{2,3}},
{{1,2,3},{4}}, {{1,2,4},{3}},
{{1,3,4},{2}}, {{2,3,4},{1}},
{{1,2,3,4}}
其中,集合{{1,2,3,4}} 由1個子集組成;集合{{1,2},{3,4}},{{1,3},{2,4}},{{1,4},{2,3}},{{1,2,3},{4}},{{1,2,4},{3}},{{1,3,4},{2}},{{2,3,4},{1}} 由2個子集組成;集合{{1,2},{3},{4}},{{1,3},{2},{4}},{{1,4}.{2},{3}},{{2,3},{1},{4}},{{2,4},{1},{3}},{{3,4},{1},{2}} 由3 個子集組成;集合{{1},{2},{3},{4}} 由4個子集組成。
編程任務:
給定正整數(shù)n 和m,計算出n 個元素的集合{1,2,., n }可以劃分為多少個不同的由m 個
非空子集組成的集合。
數(shù)據(jù)輸入:
由文件input.txt 提供輸入數(shù)據(jù)。文件的第1 行是元素個數(shù)n 和非空子集數(shù)m。
結果輸出:
程序運行結束時,將計算出的不同的由m個非空子集組成的集合數(shù)輸出到文件output.txt中。
輸入文件示例輸出文件示例
input.txt output.txt
5 52

解題思路:

設n個元素的集合可以劃分為F(n,m)個不同的由m個非空子集組成的集合。

考慮3個元素的集合,可劃分為
① 1個子集的集合:{{1,2,3}}
② 2個子集的集合:{{1,2},{3}},{{1,3},{2}},{{2,3},{1}}
③ 3個子集的集合:{{1},{2},{3}}
∴F(3,1)=1;F(3,2)=3;F(3,3)=1;

如果要求F(4,2)該怎么辦呢?

A.往①里添一個元素{4},得到{{1,2,3},{4}}

B.往②里的任意一個子集添一個4,得到
{{1,2,4},{3}},{{1,2},{3,4}},
{{1,3,4},{2}},{{1,3},{2,4}},
{{2,3,4},{1}},{{2,3},{1,4}}

∴F(4,2)=F(3,1)+2*F(3,2)=1+2*3=7

推廣,得F(n,m)=F(n-1,m-1)+m*F(n-1,m)

注:
解法來自網(wǎng)絡。一本書上只是簡單的說這是bell數(shù),但是對組合論不是太了解。所以看到這個答案時覺得很清晰,就記錄了下來

posted on 2008-06-05 20:53 apacs 閱讀(2604) 評論(0)  編輯 收藏 引用 所屬分類: 算法

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