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  • 小探catlan数

    catlan数以前用过一回。只是生搬硬套了下公式,没学到什么,网上对catlan数的介绍感觉有点笼统,于是干脆就自己来写一篇了。。

    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)(原始方程)

    该递推关系的解为:

    h(n)=C(2n,n)/(n + 1) (n=1,2,3,...)

    另类递归式:

    h(n) = h(n-1)*(4*n-2)/(n+1);

    前几项为:h(0)=1, h(1)=1, 2, 5, 14, 42, 132, 429, 1430, 4862, 16796, 58786, 208012, 742900, 2674440, 9694845, 35357670, 129644790, 477638700, 1767263190, 6564120420, 24466267020, 91482563640, 343059613650, 1289904147324, 4861946401452, ...

    解决问题:(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(原始方程)了)

    • 表示长度2n的dyck word的个数。Dyck word是一个有n个X和n个Y组成的字串,且所有的前缀字串皆满足X的个数大于等于Y的个数。以下为长度为6的dyck words:
    XXXYYY XYXXYY XYXYXY XXYYXY XXYXYY

    这个问题算是卡特兰数的最基本的问题了。。其他问题基本上都能转化为同样的思考方式来做。。

    主要为4类:

    1.括号化问题: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) eg:a1xa2xa3=a1x(a2xa3)=(a1xa2)xa3=(a1x(a2xa3))=((a1xa2)xa3)     h(3)=5

    2

    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:

    (1)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)

    (2)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。

    3.将多边行划分为三角形问题。//这个不是太懂

    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。如果她

    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?

    4.给顶节点组成二叉树的问题。

    给定N个节点,能构成多少种形状不同的二叉树?

    一定是二叉树!

    先去一个点作为顶点,然后左边依次可以取0至N-1个相对应的,右边是N-1到0个,两两配对相乘,就是h(0)*h(n-1) + h(2)*h(n-2) + ... + h(n-1)h(0)=h(n))

    (能构成h(N)个)

    HDU 1023 1130  1134  2067 都是标准的卡特兰数,  ,只是有一点需要注意, 在35以下的catalan数可以直接使用 long long 或 __int64 提交的, 但是当 N 超过35 之后, 这就需要大数了.  

     

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/cj695/p/2612904.html
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