整数划分算法原理与实现

简介: 本文为原创,如需转载,请注明作者和出处,谢谢!    整数划分问题是将一个正整数n拆成一组数连加并等于n的形式,且这组数中的最大加数不大于n。     如6的整数划分为         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种。

本文为原创,如需转载,请注明作者和出处,谢谢!

    整数划分问题是将一个正整数n拆成一组数连加并等于n的形式,且这组数中的最大加数不大于n。
    如6的整数划分为
   
    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种。下面介绍一种通过递归方法得到一个正整数的划分数。
   
    递归函数的声明为 int split(int n, int m);其中n为要划分的正整数,m是划分中的最大加数(当m > n时,最大加数为n),
    1 当n = 1或m = 1时,split的值为1,可根据上例看出,只有一个划分1 或 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1
    可用程序表示为if(n == 1 || m == 1) return 1;
   
    2 下面看一看m 和 n的关系。它们有三种关系
    (1) m > n
    在整数划分中实际上最大加数不能大于n,因此在这种情况可以等价为split(n, n);
    可用程序表示为if(m > n) return split(n, n);   
    (2) m = n
    这种情况可用递归表示为split(n, m - 1) + 1,从以上例子中可以看出,就是最大加
    数为6和小于6的划分之和
    用程序表示为if(m == n) return (split(n, m - 1) + 1);
    (3) m < n
    这是最一般的情况,在划分的大多数时都是这种情况。
    从上例可以看出,设m = 4,那split(6, 4)的值是最大加数小于4划分数和整数2的划分数的和。
    因此,split(n, m)可表示为split(n, m - 1) + split(n - m, m)
   
    根据以上描述,可得源程序如下:
  

#include  < stdio.h >

   
int  split( int  n,  int  m)
   {
      
if (n  <   1   ||  m  <   1 return   0 ;
      
if (n  ==   1   ||  m  ==   1 return   1 ;
      
if (n  <  m)  return  split(n, n);
      
if (n  ==  m)  return  (split(n, m  -   1 +   1 );
      
if (n  >  m)  return  (split(n, m  -   1 +  split((n  -  m), m));
  }

int  main()
{
     printf(
" 12的划分数: %d " , split( 12 12 ));
    
return   0 ;
}

将正整数划分成连续的正整数之和

如15可以划分成4种连续整数相加的形式:


15


7 8


4 5 6


1 2 3 4 5



    首先考虑一般的形式,设n为被划分的正整数,x为划分后最小的整数,如果n有一种划分,那么


结果就是x,如果有两种划分,就是x和x x + 1, 如果有m种划分,就是 x 、x x + 1 、 x x + 1 x + 2 、... 、x x + 1 x + 2 ... x + m - 1


将每一个结果相加得到一个公式(i * x + i * (i - 1) / 2) = n,i为当前划分后相加的正整数个数。


满足条件的划分就是使x为正整数的所有情况。


如上例,当i = 1时,即划分成一个正整数时,x = 15, 当i = 2时, x = 7。


当x = 3时,x = 4, 当x = 4时,4/9,不是正整数,因此,15不可能划分成4个正整数相加。


当x = 5时,x = 1。



    这里还有一个问题,这个i的最大值是多少?不过有一点可以肯定,它一定比n小。我们可以做一个假设,


假设n可以拆成最小值为1的划分,如上例中的1 2 3 4 5。这是n的最大数目的划分。如果不满足这个假设,


那么 i 一定比这个划分中的正整数个数小。因此可以得到这样一个公式i * (i + 1) / 2 <= n,即当i满足


这个公式时n才可能被划分。



综合上述,源程序如下


int  split1( int  n)
{
    
int  i, j, m  =   0 , x, t1, t2;
   
//  在这里i + 1之所以变为i - 1,是因为i * (i - 1) / 2这个式子在下面多次用到,
  
//  为了避免重复计算,因此将这个值计算完后保存在t1中。并且将<= 号变为了<号。
     for (i  =   1 ; (t1  =  i  *  (i  -   1 /   2 <  n; i ++
    {
        t2 
=  (n  -  t1);
        x 
=   t2  /  i;
        
if (x  <=   0 break ;
        
if ((n  -  t1)  %  i  ==   0 )
        {
            printf(
" %d  " , x);
            
for (j  =   1 ; j  <  i; j ++ )
                printf(
" %d  " , x  +  j);
            printf(
" /n " );
            m
++ ;
        }
    }
    
return  m;
}


国内最棒的Google Android技术社区(eoeandroid),欢迎访问!

《银河系列原创教程》发布
目录
相关文章
|
6月前
|
算法 测试技术
经典算法:最短点对
经典算法:最短点对
|
18天前
|
算法 数据可视化 Python
使用Python实现K近邻算法
使用Python实现K近邻算法
26 3
|
4月前
|
算法 JavaScript
常见算法题
常见算法题
34 0
|
机器学习/深度学习 存储 自然语言处理
常见算法大全
是指利用堆这种数据结构所设计的一种排序算法。堆是一个近似完全二叉树的结构,并同时满足堆积的性质:即子结点的键值或索引总是小于(或者大于)它的父节点。
|
11月前
|
搜索推荐 算法
【算法】快速排序算法原理及实现
【算法】快速排序算法原理及实现
【算法】快速排序算法原理及实现
|
算法 数据挖掘 Python
贝叶斯分类算法
贝叶斯分类算法
60 0
贝叶斯分类算法
|
机器学习/深度学习 算法 前端开发
三种集成学习算法原理及核心公式推导
本文主要介绍3种集成学习算法的原理及重要公式推导部分,包括随机森林(Random Forest)、自适应提升(AdaBoost)、梯度提升(Gradient Boosting)。仅对重点理论和公式推导环节做以简要介绍。
312 0
三种集成学习算法原理及核心公式推导
|
算法 机器学习/深度学习
决策树算法原理(下)
决策树算法原理(上)这篇里,我们讲到了决策树里ID3算法,和ID3算法的改进版C4.5算法。对于C4.5算法,我们也提到了它的不足,比如模型是用较为复杂的熵来度量,使用了相对较为复杂的多叉树,只能处理分类不能处理回归等。
885 0
|
机器学习/深度学习 算法 Python
|
算法
常用算法总结
1.分页   当前从第几条开始显示 =(当前第几页-1)*每页显示数量   总页数=(总条数+每页显示数-1)/每页显示数量   当前页数不能小于1,最大页数不能大于总页数
713 0

热门文章

最新文章