Catalan数的一些应用
来源:互联网 发布:电算化会计软件下载 编辑:程序博客网 时间:2024/04/30 02:10
Catalan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(n-1)h(0) (其中n>=2),这是n阶递推关系;
还可以化简为1阶递推关系: 如h(n)=(4n-2)/(n+1)*h(n-1)(n>1) h(0)=1
该递推关系的解为:h(n)=C(2n,n)/(n+1) = P(2n,n)/(n+1)! = (2n)!/(n!*(n+1)!) (n=1,2,3,...)
前几项为:
0:1,
1:1,
2:2,
3:5,
4:14,
5:42,
6:132,
7:429,
8:1430,
9:4862,
10:16796,
11:58786, 208012, 742900, 2674440, 9694845, 35357670, 129644790, 477638700, 1767263190, 6564120420, 24466267020, 91482563640, 343059613650, 1289904147324, 4861946401452, …
应用有许多:
1,标准二维表问题
设 n 是一个正整数, 2*n 的标准二维表是由正整数 1, 2, ..., 2*n 组成的2*n 数组, 该数组的每行从左到右递增, 每列从上到下递增. 2*n 的标准二维表全体记为 Tab(n). 譬如: 当 n = 3 时 Tab(3) 如下:
123 124 125 134 135
456 356 346 256 246
2,乘法的次序可能数
矩阵链乘: P=a0×a1×a2×a3×……×an,共有(n+1)项,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)
3,出栈顺序次数问题
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?
下面的代码是出栈顺序问题的求解,
输入n,则输出所有进出栈顺序的可能,使用了回溯法。
如输入2:
则输出:
1:+ + - -
2:+ - + -
其中 + 代表进栈, -代表出栈
// StackSquence.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。//#include "stdafx.h"#include <iostream>#include <string>#include <vector>//#include <stack>using namespace std;int num=0; //当前栈中元素个数int numOfIn=0; //进栈次数//string path=""; //当前路径int n = 6;int k=0;vector<string> path;void backtrack( int i ){if( i> 2*n) {cout << ++k <<": ";for( int j=0; j<2*n; j++)cout << path[j];cout << endl;return;}//进栈子节点if( numOfIn < n ){path.push_back("+ ");numOfIn++;num++;backtrack(i+1);path.pop_back();numOfIn--;num--;}//出栈子节点if( num > 0 ){path.push_back("- ");num--;backtrack(i+1);path.pop_back();num++;}}int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]){while(1){k=0;cin >> n;backtrack(1);}return 0;}
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