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整数拆分为若干个2的幂数相加

整数拆分为若干个2的幂数相加

作者: Myth52125 | 来源:发表于2017-10-13 22:24 被阅读0次

    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!!

    1. 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)
    2. 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
    3. 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
      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=6dp[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;
    }
    

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