卡特兰数
令,h(0)=1,h(1)=1,catalan数满足递归式:
h(n)=h(0)*h(n-1)+ h(1)*h(n-2) + h(2)*h(n-3) + ... + h(n-1)h(0) (其中n>=2)
该递推关系的解为:
h(n)=c(2n,n)/(n+1) (n=1,2,3,...)
h(n)=h(n-1)*(4*n-2)/(n+1)
我并不关心其解是怎么求出来的,我只想知道怎么用catalan数分析问题。
我总结了一下,最典型的三类应用:(实质上却都一样,无非是递归等式的应用,就看你能不能分解问题写出递归式了)
1.括号化问题。
矩阵链乘: P=a1×a2×a3×……×an,依据乘法结合律,不改变其顺序,只用括号表示成对的乘积,试问有几种括号化的方案?(h(n)种)
2.出栈次序问题。
一个栈(无穷大)的进栈序列为1,2,3,..n,有多少个不同的出栈序列?
类似:有2n个人排成一行进入剧场。入场费5元。其中只有n个人有一张5元钞票,另外n人只有10元钞票,剧院无其它钞票,问有多少中方法使得只要有10元的人买票,售票处就有5元的钞票找零?(将持5元者到达视作将5元入栈,持10元者到达视作使栈中某5元出栈)
3.将多边行划分为三角形问题。
将一个凸多边形区域分成三角形区域的方法数?
类似:一位大城市的律师在她住所以北n个街区和以东n个街区处工作。每天她走2n个街区去上班。如果他
从不穿越(但可以碰到)从家到办公室的对角线,那么有多少条可能的道路?
类似:在圆上选择2n个点,将这些点成对连接起来使得所得到的n条线段不相交的方法数?
#include"iostream" #include"cstring" using namespace std; #define MAX 100 #define BASE 10000 void multiply(int a[],int maxn,int b) { int i,div=0; for(i=maxn-1,div=0;i>=0;i--) { div+=a[i]*b; a[i]=div%BASE; div=div/BASE; } } void divide(int a[],int maxn,int b) { for(int i=0,div=0;i<maxn;i++) { div=div*BASE+a[i]; a[i]=div/b; div=div%b; } } int main() { int a[101][MAX],i,j,n; memset(a[1],0,MAX*sizeof(int)); for(i=2,a[1][MAX-1]=1;i<101;i++) { memcpy(a[i],a[i-1],MAX*sizeof(int)); multiply(a[i],MAX,4*i-2); divide(a[i],MAX,i+1); } while(cin>>n) { if(n==-1) break; for(i=0;i<MAX&&a[n][i]==0;i++); cout<<a[n][i++]; for(;i<MAX;i++) printf("%04d",a[n][i]); cout<<endl; } return 0; }