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序列計數

2021-04-17 06:26:23 其他

藍橋杯快來了,給大家分享一道藍橋杯的題目


題目

小明想知道,滿足以下條件的正整數序列的數量

  1. 第一項為 n;
  2. 第二項不超過 n;
  3. 從第三項開始,每一項小于前兩項的差的絕對值,
    請計算,對于給定的 n,有多少種滿足條件的序列,
    【輸入格式】
    輸入一行包含一個整數 n,
    【輸出格式】
    輸出一個整數,表示答案,答案可能很大,請輸出答案除以10000的余數,

【樣例輸入】
4
【樣例輸出】
7
【樣例說明】
以下是滿足條件的序列:
4 1
4 1 1
4 1 2
4 2
4 2 1
4 3
4 4
【評測用例規模與約定】
對于 20% 的評測用例,1 <= n <= 5;
對于 50% 的評測用例,1 <= n <= 10;
對于 80% 的評測用例,1 <= n <= 100;
對于所有評測用例,1 <= n <= 1000,

題解基本思路(看了大家的一些題解,總覺得有些復雜~~)

  • 首先從樣例輸出來看,該序列的長度至少為2

  • 用遞回列舉的方法來做這道題肯定是很耗時的,所以采用一點動態規劃的思想

  • First, 先考慮長度為2的序列, n1 n2;類似于 1 1,2 1, 2 2這樣,

  • Second, 我們考慮長度為3的序列,從樣例來看,類似于 4 1 1, 4 2 1,4 1 2 這樣的序列;我們只需觀察該序列中的2,3兩位,你會發現有熟悉 1 1, 2 1,他們屬于我們n=1,n=2中符合條件的序列,也就是First中的情況;但是,你也會發現這里誤入了一個 1 2,它似乎就讓我們有點陌生了,

  • Then,我們在考慮長度為4的序列... 哈哈哈,皮一下,其實我們考慮以上兩種情況就足以了,

Summarize

  • 剛剛只是給大家引了下路,這里給大家舉個例子,對于給定的數字n,我用f(a,b)表示序列以a,b開頭的序列的個數,如f(1,1)=1, f(4,1)=3,這個可以簡單的筆算出來,

  • 規律就是,如果我們想知道所有 以5 2 ...開頭的序列的個數,我們是不是只需要知道以2 1, 2,2開頭的序列的個數和就行了呢?(因為從第三項開始,每一項小于前兩項的差的絕對值)而要知道 2 1, 2,2開頭序列的個數,就可以從第一步輕松得到;即使上升一個較大的數值n,我們也能夠遞推至最小的子問題,只要我們將每種不同開頭的個數儲存起來,就能避免很多的重復運算,接著往下看.

  • 在用二維陣列處理時,我們假設 1 2( 1 4)這樣特殊的"開頭"的序列存在,他們用來儲存 n3<n2 時對應序列的值,這樣就可以和上面統一了,對于如何得到這個值,如求1 4 這樣開頭的序列,我們只需在多處理一步,就又變成了4 1, 4 2這樣我們熟悉的處理了,

python代碼實作

def list_count(n):  
  '''
        動態規劃: 構建 (n+1)*(n+1)整形矩陣
        buf[i][j]: (i>=1, j>=1) 表示 i,j..開頭的序列
        4 1 2 3
        n1 n2 n3 n4
        由題:n1 > n2, n3<|n1 -n2|
        假設,如果將n1去掉后:n2,n3,n4 也滿足要求
        此時存在情況:
        1:
            n2=n3, buf[n1][n2]=1
        2: 
            n2>n3, buf[n1][n2]=buf[n2][1]+...+buf[n2][ni] (1<i<n2-n3-1)
        3: 
            n2<n3,取|n2-n3|, buf[n1][n2]=buf[n3][1]+...+buf[n3][ni] (1<i<|n2-n3|)
    '''
  
  buf=[[0 for _ in range(0,n+1)] for _ in range(0,n+1)]
  for i in range(1,n+1):
      for j in range(1,i+1):
        #主處理
          if i-j>1:
              buf[i][j]+=1
              for k in range(1,i-j):
                  buf[i][j]+=buf[j][k]
          else:
              buf[i][j]+=1
          buf[i][j]%=10000
         #輔助處理,計算n3<n2時的值
      for x in range(1,i):
          buf[x][i]+=1
          for y in range(1, abs(x-i)):
              buf[x][i]+=buf[i][y]

  return sum(buf[n])%10000

如圖:n=5時,buf的值為:

此方陣可以得到所有i<=n的結果,對buf[i]求和

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