程式設計之美資格賽題目2 大神與三位小夥伴

2021-06-21 11:55:26 字數 2374 閱讀 7156

描述

輸入

第一行包括乙個數t,表示資料的組數。

接下來包含t組資料,每組資料一行,包括乙個整數n。

輸出

對於每組資料,輸出一行「case x: 」,其中x表示每組資料的編號(從1開始),後接乙個數,表示模10^9+7後的選擇紀念品的方案數。

資料範圍

小資料1<=t<=10

1<=n<=100

大資料1<=t<=1000

1<=n<=10^18

樣例解釋

對於第二組資料,合法的方案有以下幾種,(x,y,z)表示選擇了a類紀念品中價值為x的,b類紀念品中價值為y的,c類紀念品中價值為z的。

(1,1,1): 3*3*3=27種

(1,2,3): 3*2*1=6種

(1,3,2): 3*1*2=6種

(2,1,3): 2*3*1=6種

(2,2,2): 2*2*2=8種

(2,3,1): 2*1*3=6種

(3,1,2): 1*3*2=6種

(3,2,1): 1*2*3=6種

(3,3,3): 1*1*1=1種

一共27+6+6+6+8+6+6+6+1=72種選擇紀念品的方案

注意,如(1,1,2), (2,3,3), (3,1,3)都因為恰好選擇了兩件價值相同的紀念品,所以並不是一種符合要求的紀念品選擇方法。

思路1:利用組合,遞迴實現

分析樣例資料,可以總結出規律,方案數可以分兩部分求和,以n=4為例:

易求第一部分的和,第二部分表示的是組合,即(1,2,3)涵蓋了(1,2,3),(1,3,2),(2,1,3)等所有排列。由於3個數的所有排列共有6種,因此只要計算出(1,2,3)然後乘以6,(1,2,4)等以此類推。將兩部分的和相加取模就是題解。

#include "stdio.h"

#include "string.h"

#include "math.h"

int arr[110];//從1遞增的陣列

int num = 3;//求num=3的組合

int res[10];//臨時存放組合

int n;

long long ans;

void init(int arr, int n)

}int solve()

return 6 * tmp;

}void combination(int pos, int len)

if ((n - pos) < (3 - len))

res[len] = arr[pos];

combination(pos + 1, len + 1);

combination(pos + 1, len);

}int main()

long long x = pow(10.0, 9);

printf("case %d: %lld\n", i + 1, ans % (x + 7));

} return 0;

}

思路2:找通項思路1中的方法需要開闢乙個陣列,遇到大資料時不可行。更好的辦法是分析資料,觀察規律,找到通項。只要找到通項,那麼可以在o(1)內得到解。下面以n=3為例,分析如何得到通項:

假設題目中允許兩件紀念品價值相同,上圖列出了所有情況,其中紅色字型的資料均是不符合題意的,那麼所有情況的總和可表示為[(1+n)n/2]^3。這是因為以3*3開始的式子有3*3*3,3*3*2,3*3*1,該部分的和為3*3*(1+2+3),然後再考慮以3*2開始的式子有3*2*3,3*2*2,3*2*1,該部分的和為3*2*(1+2+3),同理得以3*1開始的式子和為3*1*(1+2+3),所以以3開始的式子可以表示為3*(1+2+3)*(1+2+3),以此類推以2或1開始的情況,因此總和可表示為[(1+n)n/2]^3。

接下來考慮如何將紅色字型的資料從總和中排除。仔細分析發現紅色字型的資料中,含兩個3的資料有3*2*3,3*3*2,2*3*3;3*3*1,3*1*3,1*3*3,可得3*[3*3*(1+2)],同理分析兩個2和兩個1的資料,分別可得3*[2*2*(1+3)]和3*[1*1*(2+3)],對上式整理後,可得通項:

f(n) = [(1+n)*n/2]^3 -3*[(n*(n+1)*(2*n+1)/6)*(1+n)*n/2-n^2*(1+n)^2/4]

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