卡特兰数

来源:互联网 发布:淘宝介入后卖家不举证 编辑:程序博客网 时间:2024/04/28 14:06

卡特兰数是组合数学中的一个重要概念。

卡特兰数可以解决以下四种典型的问题:

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 一个无穷大堆栈的进栈序列为1,2,3,..n,有多少个不同的出栈序列?

3.凸多边形三角划分问题 将一个凸多边形区域分成三角形区域的方法数?

4.给定节点组成二叉树 给定N个节点,能构成多少种不同的二叉树?

卡特兰数递推式有各种形式。这里使用以下的递推式计算卡特兰数列的第n项。

c(n)=c(n-1)*(4*n-2)/(n+1);

程序中给出了递归和递推两种方法实现的计算卡特兰数的函数。

程序中使用unsigned long long类型定义变量,可以尽可能算出更大一些的卡特兰数。

/* 计算catalan数函数 */
#include <stdio.h>
unsigned long long kate1(int n)
{
    if(n == 0)
        return 1;
    else
        return (4*n-2)*kate1(n-1)/(n+1);
}
unsigned long long kate2(int n)
{
    unsigned long long a=1;
    int i;
    for(i=1; i<=n; i++)
        a = (4*i-2)*a/(i+1);
    return a;
}
int main(void)
{
    int i;
    for(i=0; i<=30; i++)
        printf("%d %lld %lld\n",i,kate1(i),kate2(i));
    return 0;
}

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