题目
一个正整数可以表示为多个正整数相加的表达式,表达式中的各个正整数要求都是2的幂。例如给定正整数7,它有下列六个符合要求的表达式:
1)1+1+1+1+1+1+1
2)1+1+1+1+1+2
3)1+1+1+2+2
4)1+1+1+4
5)1+2+2+2
6)1+2+4
因此,正整数7符合条件的表达式个数是6.
编写一个程序,对于给定的正整数N(1 <= N <= 1,000),输出符合条件的表达式个数。
要求:时间复杂度不高于O(N)。
输入描述:一个整数(>=1并且<=1000)
输出描述:表达式个数
示例1:
输入7
输出6
分析
方法一
使用的是数学的方法。
这种方法太巧妙了!!
- 首先,一个
memo[n]
都初始化为为1,表示n
拆分为n个1相加,这种情况。(2^0 =1) - 在循环中以此计算通过将
1+1
合并为2
,2+2
合并为4
,使用这种方法构造出来的新的拆分方法
k
就是要合并成为的数。
同时只有大于k=2^m
次方的数,才能通过这种方法拆分,所以在for
中,j
的起始为j=k
。 - 最精妙的是
dp[j]=dp[j]+dp[k]
这一句,完美的包含了,所有可能的组合。
同时考虑了,不能合并部分还可以由小于k的数相加的来。
比如:
以7为例,初始dp[7]=1
,k=2时dp[7]=dp[7]+dp[5]
。其中dp[5]=dp[5]+dp[3]
的来,而dp[3]=dp[3]+dp[1]
的来。
这个dp[1]
的意思是,1这个数,如果使用,小于k=2
的数来相加得到的所有拆分法,(也就是1=1
)。
最终dp[7]=4
当k=4
时,dp[7]=dp[7]+dp[3]
,dp[3],表示,7-4=3
,剩下的3,如果使用1,2
来拆分的话,有2种情况。然后dp[7]=4+2=6
。dp[7]
表示,7由1,2
拆分出来可能性。
在例如,17, k=8
,dp[23]=dp[23]+dp[15]
,dp[15]=dp[15]+dp[7]
,这里的dp[7]
就等于,7由1,2,4
拆分的可能结果
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
int n;
cin>>n;
int dp[n+1];
//初始化为1,表示n拆分为n个1,这一种拆分方法
for(int i=0;i<=n;i++)
{
dp[i]=1;
}
int k=2;
while(k<=n)
{
//第一次循环表示,通过将两个1,合并为2,得到的新的方法。
//因为只有大于2的数才能够使用该拆分方法,所以j初始为2
//以后拆分方法为4,8,16
for(int j = k;j<=n;j++)
{
//原有的方法个数,加上新的拆分方法个数
//最精妙
dp[j]+=dp[j-k];
}
k*=2;
}
cout<<dp[n]<<endl;
}
方法二
使用深度优先搜索的变形。
在遍历过程中要保证不能重复,这里使用:总是先分解出大数,从达到小的顺序排列来保证。
例如11=4+4+2+1。而后续的遍历过程中不会出现11=4+2+4+1
void fenjie2_ass(int remain,int k,int &result)
{
if(remain < 0)
{
return;
}
if(remain == 0)
{
result++;
return;
}
while(remain < (1<<k))
{
k--;
}
for(int i = k;remain>=(1<<i);i--)
{
int tmp = remain - (1<<i);
fenjie2_ass(tmp,i,result);
}
}
int fenjie2(int n)
{
int remain=n;
int k=0;
while(remain)
{
k++;
remain/=2;
}
remain = n;
int result = 0;
fenjie2_ass(remain,k,result);
return result;
}