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信息学奥赛一本通 1304:数的划分 | 1440 | 1825:【01NOIP提高组】数的划分 | OpenJudge 2.6 8787 | 洛谷 P1025 [NOIP2001 提高组] 数的划分

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信息学奥赛一本通 1304:数的划分 | 1440 | 1825:【01NOIP提高组】数的划分 | OpenJudge 2.6 8787 | 洛谷 P1025 [NOIP2001 提高组] 数的划分

【题目链接】

ybt 1304:数的划分
ybt 1440:【例题1】数的划分
ybt 1825:【01NOIP提高组】数的划分
OpenJudge 2.6 8787:数的划分
洛谷 P1025 [NOIP2001 提高组] 数的划分

【题目考点】 1. 动态规划 2. 深搜剪枝 【解题思路】 解法1: 动态规划

本题可以类比信息学奥赛一本通 1222 放苹果,上题是允许有空的盘子,本题数字拆分问题可以等价地描述为:将n个相同的苹果分在k个相同的盘子中,每个盘子至少有1个苹果的方案数。下面在放苹果的问题背景下描述思路。

1. 状态定义

集合:将n个相同的苹果放在k个相同的盘子中,每个盘子至少有1个苹果的方案
限制:苹果数,盘子数
属性: 无
条件:无
统计量:方案数
状态定义:dp[i][j]:将i个相同的苹果分放在j个相同的盘子中的方案数。
初始状态:将i个相同的苹果放在1个相同的盘子中,有1种方案,即dp[i][1] = 1。
如果苹果数小于盘子数,那么一定有某个盘子中分不到苹果,这不符合每个盘子至少有1个苹果,因此只有0种方案。即当i < j时,dp[i][j] = 0。

2. 状态转移方程

考虑分放苹果后是否存在某盘子中只有1个苹果,来分割集合。

  • 子集1:存在某盘子中只有1个苹果,那么该情况下的方案数等同于:将i-1个苹果放入其余j-1个盘子的方案数,为:dp[i-1][j-1]
  • 子集2:不存在某盘子中只有1个苹果,也就是每个盘子的苹果数量大于等于2。这相当于先在每个盘子各放一个苹果,用掉了j个苹果。然后要做的事情相当于:将剩下的i-j个苹果放入j个盘子,每个盘子中放至少1个苹果。该情况的方案数为:dp[i-j][j]
  • 以上两种情况得到的方案数加和,即为将i个相同的苹果分放在j个相同的盘子中的方案数。即dp[i][j] = dp[i-1][j-1] + dp[i-j][j]
解法2: 深搜剪枝

深搜虽然复杂度较高,但该问题数据量较小,还是可以解决。
在深搜时,下一次选择的数字必须大于等于前一次选择的数字,这样取到的数字序列是升序的排列。升序的排列的数量与组合的数量是相同的,因此可以用这种方法求组合数。
如果当前要选择的数字为i,下一次选择的数字必须大于等于i,当前还要再选择p个数字,这p个数字都是大于等于i的。那么从现在算起,选出的数字总和最少为i*p,而要凑的数字为d,所以i必须满足i*p <= d。该条件会起到剪枝作用。

【题解代码】 解法1:动态规划
#include
using namespace std;
int n, k, dp[205][10];//dp[i][j]:将数字i拆分为j个数字相加的方案数 
int main()
{
    cin >> n >> k;
    for(int i = 1; i <= n; ++i)
        for(int j = 1; j <= k; ++j)
        {
            if(i < j)
                dp[i][j] = 0;
            else if(j == 1)
                dp[i][j] = 1;
            else
                dp[i][j] = dp[i-1][j-1] + dp[i-j][j];
        }
    cout << dp[n][k];
    return 0;
}
解法2: 深搜剪枝
#include
using namespace std;
#define N 205
int n, k, ct;//ct:方案数
//将数字d拆分成p个数字,最小数字为st 
void dfs(int d, int p, int st)
{
    if(p == 0)//拆分完毕 
    {
        if(d == 0)
            ct++;
        return;
    }
    for(int i = st; i*p <= d; ++i)//以后p个数字每个最少为i,加和必须小于等于d 
        dfs(d-i, p-1, i);
}
int main()
{
    cin >> n >> k;
    dfs(n, k, 1); 
    cout << ct;
    return 0;
}
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