HDU 1134( Game of Connections Catalan数的第三种应用!)
给定N*2个点,求分别将其两两相连,每个点仅链接一次,而且每条线段不相交!
题目分析:
这又是Catalan数
直接套公式吧,其实证明目前我还没会,嘎嘎
公式:
f[n]=;
直接计算就可以了,这里设计到大数的运算,我是用JAVA写的,不想用C模拟了 呵呵
代码:
import java.io.*; import java.util.*; import java.math.*; public class Main { public static void main(String args[]){ List list=new ArrayList(102); BigInteger f=BigInteger.valueOf(1); list.add(f); list.add(f); f=BigInteger.valueOf(2); list.add(f); for(int i=3;i<=100;i++){ BigInteger sum=BigInteger.valueOf(0); for(int j=0;j<i;j++){ sum=sum.add( ((BigInteger)list.get(i-1-j)).multiply( ((BigInteger) list.get(j) )) ); } list.add(sum); } Scanner cin=new Scanner(System.in); int n; while(cin.hasNext()){ n=cin.nextInt(); if(n==-1) break; System.out.println(list.get(n)); } } }
HDU 1131(Count the Trees)Catalan求树的构造方法数
题目大意:上面有一篇关于二叉树的构造方法数,这里只是普通的树,所以不用考虑次序。
Catalan数可以表示二叉树的构造方法数,Catalan数= 但是在这里我们不需要考虑次序,所以我们要乘以A(N,N);也就是N种元素的排列方法 也就是N!
所以这里的方法数=*A(N,N);
化简一下:
(n+2)*(n+3)*(n+4)*...*(2*n)
但是我这里直接把各个部分直接求出来的 嘿嘿,因为用JAVA写方便呀 所以都无所谓的啦
代码:
import java.io.*; import java.util.Scanner; import java.math.BigInteger; public class Main{ public static BigInteger C(int n,int m){ BigInteger sum=BigInteger.valueOf(1); for(int i=n;i>n-m;i--) sum=sum.multiply(BigInteger.valueOf(i)); for(int j=1;j<=m;j++) sum=sum.divide(BigInteger.valueOf(j)); return sum; } public static BigInteger jie(int n){ BigInteger sum=BigInteger.valueOf(1); for(int i=1;i<=n;i++) sum=sum.multiply(BigInteger.valueOf(i)); return sum; } public static void main(String args[]){ int n; Scanner cin=new Scanner(System.in); while(cin.hasNext()){ n=cin.nextInt(); if(n==0) break; BigInteger t1=C(2*n,n); BigInteger t2=jie(n); t1=t1.divide(BigInteger.valueOf(n+1)); t1=t1.multiply(t2); System.out.println(t1); } } }
HDU 1133(Buy the Ticket Catalan 数的另一种应用,非常重要!)
题目大意:M+N个人排队买票,票的单价是50¥,每个人只能买一张。 M个人拿50的去买,N个人拿100的去买,然后悲剧的是售票处开始的时候没有钱,所以如果拿100块买票人前面的拿50块买票的人小于或者等于用100块买票的人,这种排队方式就不合法,也就是不能顺利全部都买到票(因为没零钱找了)!
题目分析:
这是一个Catalan数的非常经典的应用,买票问题,首先我们用"0"表示用50块买票的人,用“1”表示用100块买票的人,然而假设m=4,n=3,的一个序列是:0110100显然,它不合法,然后我们把他稍微变化一下:把第一个不合法的“1”后面的所有数0位为1, 1位为0;这样我们得到了另一个序列:0111011,显然他也不是合法的,但是在这里我们关注的不是他合不合法!只是说明每个不合法的都有一个这样的序列跟他一一对应!
所以我们计算公式就是:合法的排列方式=所有排列方式-非法排列方式
我们这里非法排列方式的计算 就是:(- )*M!*N!,然而在这题,因为每个人都是不同的,所以还要乘以 M!*N!
所以得出最终方程:
F(N)=(-)*M!*N! ;
然后再化简一下;
F(N)=(M+N)! * (M-N+1)/(M+1)
大数运算模拟,
分别有:
大数阶乘
大数乘小数
大数除小数。
#include<iostream> #include<cstdio> #include<cstring> #define MAX 201 using namespace std; int factor[205][MAX]={0}; int sim[201]={0}; int multiply(int s[],int Max,int b){//the static number can't be a canliang int ans=0,i; for(i=Max;i>=1;i--){ ans+=s[i]*b; s[i]=ans%10000; ans=ans/10000; } return 0; } int div(int s[],int Max,int b){ int ans=0,t,i; for(i=1;i<=Max;i++){ t=ans*10000+s[i]; s[i]=t/b; ans=t%b; } return 0; } int getfactor(){ int i; factor[0][MAX-1]=factor[1][MAX-1]=1; for(i=2;i<=203;i++){ memcpy(factor[i],factor[i-1],MAX*sizeof(int));//this has a falut that i have replace memcpy by strcpy! multiply(factor[i],MAX-1,i); } return 0; } int output(int *s,int k){ int i=1; printf("Test #%d:\n",k); while(s[i]==0&&i<MAX) i++; printf("%d",s[i++]); for(;i<MAX;i++) printf("%04d",s[i]); printf("\n"); return 0; } int main(){ int m,n,i,k=1; getfactor(); while(scanf("%d %d",&m,&n),m+n){ memcpy(sim,factor[m+n],sizeof(int)*MAX); /*for(i=1;i<=MAX;i++){ for(int j=1;j<MAX;j++) cout<<factor[i][j]; cout<<endl; }*/ if(n>m){ printf("Test #%d:\n",k++); printf("0\n"); //别忘记了 判断这种情况, //当初为了这个BUG找了好苦,5555.... continue; } multiply(sim,MAX-1,m-n+1); div(sim,MAX-1,m+1); output(sim,k); k++; } return 0; }
HDU 1130(Catalan数的应用)
题目大意:就是给你1到N个数,让你求他能构成多少种二叉树;
题目分析:这里又是一种组合数学里的重要知识点!Catalan数的应用。
如果数据比较小,建议模拟这个公式:
Catalan的原始递推公式就是这个,这个是专门针对给出节点,有多少二叉数构造方法的方程。
=+
用二维数组模拟,当前元素的值等于他正上方的值+左边的值;
当然所消耗的内存是很大的 :M*N*4 Bytes,所以数字小才能模拟50以内比较保险 哈哈{^_^}!
然后大数的就只有应用到大数的算法啦,反正我认为C++里的模拟太费事了 ,所以今天第一次也学习写
JAVA里的大数的运算了, 建议您也学学,嘿嘿,方便啊 。
首先分析一下思路:
这个方程进一步化简:
F( N )= (k=0....N-1)
根据这个公式进行计算就可以了
import java.math.*; import java.util.*; public class Main{ public static void main(String args[]){ List list=new ArrayList(101); BigInteger f=BigInteger.valueOf(1); list.add(f); list.add(f); for(int i=2;i<=100;i++){ f=BigInteger.valueOf(0); for(int j=0;j<i;j++) f=f.add(((BigInteger)list.get(j)).multiply( (BigInteger)list.get(i-1-j))); list.add(f); } Scanner cin=new Scanner(System.in); int inputInt=0; while(cin.hasNext()){ inputInt=cin.nextInt(); System.out.println(list.get(inputInt)); } } }