世界盃座位選擇順序總數

2021-09-30 11:29:06 字數 2976 閱讀 1257

假設世界盃**台上有n個座位,遊客們來到這裡自由佔位。一般情況下,乙個遊客首先考慮的座位肯定是兩邊都沒人的座位,其次考慮的是一邊沒人的座位,最後沒得考慮,只能隨便選一張兩邊都是人的座位。 假設有n個遊客依次到場佔位,每個人都是按照上述規則選擇自己的位子,求這n個遊客佔位的可能順序有多少種?

輸入描述:有多組測試資料,每組測試資料報括乙個正整數n(0輸出描述:對於每組資料,由於答案可能會很大,所以輸出:答案%1000000007

需要注意的是:觀眾來的順序是固定的,場地是環形的。

分析:第一批(前幾位)觀眾肯定選擇兩邊沒有人的位置,第二批(接下來)的觀眾肯定選擇一邊沒有人的,第三批(最後)只能選擇兩邊都有人的座位。因此我們可以按批次安排這n個人,即先安排第一批,再安排第二批,最後安排第三批。

定義:當座位為時,稱這四個座位為tb模組。每個tb模組間隔2個空座位。n為座位數,tb為tb模組個數,interval為間隔個數。

第一批:第一批觀眾入座之後需保證剩下的所有空座位至少一邊有人。

第二批:安排只有一邊沒有人的座位。易得這樣座位的個數與tb模組個數m的兩倍相同,則共有2m*m!種順序。

第三批:安排兩邊均有人的c個座位。顯然共有c!種順序。

我們按照tb模組的個數分情況討論,則對於每種情況共有:pi=(n*cinterval

tb*(interval-1)!)*(2tb*tb!)*((n-interval-tb)!)種情況順序。其中(n*cinterval

tb*(interval-1)!)為第一批,(2tb*tb!)為第二批,((n-interval-tb)!)為第三批。對於第一批來說共有interval個間隔,其中tb個tb模組,因此共有cinterval

tb種座位間隔安排方式,第乙個人已經選定位置,因此其他(interval-1)個人共有(interval-1)!種順序,因此第一批共有n*cinterval

tb*(interval-1)!種順序。對於第二批共有tb個tb模組,則共有2tb種安排順序,tb個人共有tb!個順序,因此共有2tb*tb!種順序。剩餘的第三批共有n-interval-tb個座位,因此共有(n-interval-tb)!種順序。

所有情況順序數之和即為最終結果。易得當n為奇數時,tb最小值為1;反之,tb最小值為0。

例1:假設有8個座位,

(1) 情況一:不存在tb模組。第乙個人共有8種選擇,當第乙個人選定後,其它3個座位也固定下來(如:第乙個人選擇位置1,則另外三個座位肯定是3, 5, 7),而接下來的這三個人可以有3!種順序。因此,可得第一批人第一種情況共8*c4

0*3!種順序。不存在tb模組即不存在第二批安排。最後需要安排的第三批座位數為4,共有4!種順序。由上可得情況一共有p1=8*3!*4!種順序。

(2) 情況二:存在2個tb模組。簡單分析可得不存在乙個tb模組的情況。此時間隔數為(8-3*2)/2+2=3個,即乙個間隔為1,2個間隔為2。當第乙個人固定後,間隔共有c3

2種分配方案,則該種情況共有8*c3

2*2!種情況。易得安排第二批人共有22*2!種順序,第三批人共有3!種順序。則情況二共有p2=(8*c3

2*2!)*(22*2!)*(3!)種順序。

(3) 情況三:存在4個tb模組。顯然對於8不可能,因此第一批人分情況處理完成。

綜上,當座位數為8時共有p1+p2種順序。

注意:上述中每種情況均增加兩個tb模組,直到達到tb模組的上界,則執行終止。

例2:假設有9個座位,

情況一:存在1個tb模組。間隔個數為(9-3*1)/2+1=4個,即3個間隔座位數為1,1個間隔座位數2。當第乙個人選定後間隔共有c4

1種分配方案,則該種共有9*c4

1*3!種順序。顯然安排第二批人共有21*1!種情況,第三批人共有4!種順序。則情況一共有p3=(9*c4

1*3!)*(21*1!)*(4!)種順序。

情況二:存在3個tb模組。間隔個數為(9-3*3)/2+3=3個,即0個間隔座位為1,3個間隔座位數為2。當第乙個人選定後間隔共有c3

3種分配方案,則第一批共有9*c3

3*2!中順序。易得,第二批人共有23*3!種順序,第三批人共有3!種順序。則情況二共有p4=(9*c3

3*2!)*(23*3!)*(3!)種順序。

情況三:顯然不存在5個tb模組。執行終止。

綜上,當座位數為9時共有p=p3+p4種順序。

由例1與例2可得,當座位數為奇數與偶數時,情況不同。相同的是每種情況遞增2個tb模組。

n為座位數,tb為tb模組個數,interval為間隔個數,num為所有觀眾的順序,則對於每一種情況均有pi=(n*cinterval

tb*(interval-1)!)*(2tb*tb!)*((n-interval-tb)!)。

偽**:

input:n

output:num

num = 0;

if n is odd

tb = 1;

else

tb = 0;

interval = (n-3*tb)/2 + tb;

while n ≥ 3*tb

p=(n*cinterval

tb*(interval-1)!)*(2tb*tb!)*((n-interval-tb)!);

num += p;

tb += 2;

interval--;

return num;

當只需保留餘數時,階乘的餘數可以在每次相乘之前取餘,即(a*b)%c =((a%c)*(b%c))%c。但cm

n%c如何求解?坐等高人指點迷津……

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