【摘要】 一.递推
“递推”是计算机解题的一种常用方法。利用“递推法”解题首先要分析归纳出“递推关系”。如经典的斐波那契数列问题,用 f (i)表示第 i 项的值,则 f (1) =0,f(2) =1,在 n>2 时,存在递推关系:f (n) = f(n-1) + f(n-2)。 在递推问题模型中,每个数据项都与它前面的若干个数据项(或后面的若干个数据项)存在一定的关联,这种关…
一.递推
“递推”是计算机解题的一种常用方法。利用“递推法”解题首先要分析归纳出“递推关系”。如经典的斐波那契数列问题,用 f (i)表示第 i 项的值,则 f (1) =0,f(2) =1,在 n>2 时,存在递推关系:f (n) = f(n-1) + f(n-2)。
在递推问题模型中,每个数据项都与它前面的若干个数据项(或后面的若干个数据项)存在一定的关联,这种关联一般是通过一个“递推关系式”来描述的。求解问题时,需要从初始的一个或若干数据项出发,通过递推关系式逐步推进,从而推导计算出最终结果。这种求解问题的方法叫“递推法”。其中,初始的若干数据项称为“递推边界”。
解决递推问题有三个重点:
1、建立正确的递推关系式;
2、分析递推关系式的性质;
3、根据递推关系式编程求解。
递推法分为“顺推”和“倒推”两类模型:
1、顺推,就是从问题的边界条件(初始状态)出发,通过递推关系式依次从前往后递推出问题的解;
2、倒推,就是在不知道问题的边界条件(初始状态)下,从问题的最终解(目标状态或某个中间状态)出发,反过来推导问题的初始状态。
二.例题
1.取数问题
题目描述
我们来玩一个游戏:自然数1到N,按顺序列成一排,你可以从中取走任意个数,但是相邻的两个不可以同时被取走。
如果你能算出一共有多少种取法,那么你会被天神Lijiganjun奖励。
输入格式
一个数n(1< n < = 50)。
输出格式
仅包含一个数——你的答案。
样例数据
input
5
output
13
代码:
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
long long a[100]={0,2,3,0};
int main()
{
int n;
cin>>n;
for(int i=3;i<=n;i++)
a[i]=a[i-1]+a[i-2];//这是代码核心,也就是递推式,很重要
cout<<a[n];
return 0;
}
2.骨牌铺法
题目描述
有 1×n 的一个长方形,用一个 1×1、1×2 和 1×3 的骨牌铺满方格。例如当 n=3 时为 1×3 的方格。 此时 用 1×1、1×2 和 1×3 的骨牌铺满方格,共有四种铺法。如下图:
输入格式
一个整数 n n<=40
输出格式
一个整数表示方法总数
样例数据
input
3
output
4
分析:
从上一个例子中可以看出:递推的关键在于找到递推式。找递推式的过程可以抽象地看作是数学上的找规律。如果你找到了递推式,那么这道题就迎刃而解了。
【算法分析】
(1)面对上述问题,如果思考方法不恰当,要想获得问题的解答是相当困难的。可以用递推方法归纳出问题解的一般规律。
(2)当n=1时,只能是一种铺法,铺法总数有示为x1=1。
(3)当n=2时:骨牌可以两个并列竖排,也可以并列横排,再无其他方法,如下左图所示,因此,铺法总数表示为x2=2;
(4)当n=3时:骨牌可以全部竖排,也可以认为在方格中已经有一个竖排骨牌,则需要在方格中排列两个横排骨牌(无重复方法),若已经在方格中排列两个横排骨牌,则必须在方格中排列一个竖排骨牌。如上右图,再无其他排列方法,因此铺法总数表示为x3=3。
由此可以看出,当n=3时的排列骨牌的方法数是n=1和n=2排列方法数的和。
(5)推出一般规律:对一般的n,要求xn可以这样来考虑,若第一个骨牌是竖排列放置,剩下有n-1个骨牌需要排列,这时排列方法数为xn-1;若第一个骨牌是横排列,整个方格至少有2个骨牌是横排列(1*2骨牌),因此剩下n-2个骨牌需要排列,这是骨牌排列方法数为xn-2。从第一骨牌排列方法考虑,只有这两种可能,所以有:
xn=x(n-1)+x(n-2) (n>2)
x1=1
x2=2
xn=xn-1+xn-2就是问题求解的递推公式。任给n都可以从中获得解答。例如n=5,
x3=x2+x1=3
x4=x3+x2=5
x5=x4+x3=8
代码:
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int a[50]={0,1,2,4};
int main()
{ int n; cin>>n; for(int i=4;i<=n;i++) a[i]=a[i-1]+a[i-2]+a[i-3];//递推式 cout<<a[n]; return 0;
}
3.平面分割
题目描述
同一平面内有 n(n≤500)条直线,已知其中 p(p≥2)条直线相交于同一点,则这 n 条直线最多能将 平面分割成多少个不同的区域?
输入格式
两个整数 n(n≤500)和 p(2≤p≤n)。
输出格式
一个正整数,代表最多分割成的区域数目。
样例数据
input
12 5
output
73
分析:
直线每过一条直线,就能多分割出一块空间,共可分割出n块。
所以得到递推式:f ( p ) = 2 * p ;
代码:
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main()
{
int n,p,sum;
cin>>n>>p;
sum=p*2;
for(int i=p;i<n;i++)
sum+=i+1;
cout<<sum<<endl;
return 0;
}
三.递归和递推的比较
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