整数划分 (一)

2014-11-24 11:42:09 · 作者: · 浏览: 1

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!


[java]
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class IntegerSplit {
private List result = new ArrayList();
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 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 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.