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半数集pascal半数集问题问题描述给定一个自然数n,由n开始可以依次产生半数集set(n)中的数如下。n∈set(n);在n的左边加上一个自然数,但该自然数不能超过最近添加的数的一半;按此

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半数集 pascal
半数集问题
【问题描述】
给定一个自然数n,由n开始可以依次产生半数集set(n)中的数如下。n∈set(n);在n的左边加上一个自然数,但该自然数不能超过最近添加的数的一半;按此规则进行处理,直到不能再添加自然数为止。
例如,set(6)={6,16,26,126,36,136}。半数集set(6)中有6个元素。
注意半数集不是多重集。集合中已经有的元素不再添加到集合中。
对于给定的自然数n,编程计算半数集set(n)中的元素个数。
【输入】
输入文件只有1行,给出整数n。(0【输出】
输出文件只有1行,给出半数集set(n)中的元素个数。
【样例】
输入文件示例 输出文件示例
set.in set.out
6 6
▼优质解答
答案和解析
虽然这里引用的是C++的实现,不过实现语句较简单,pascal选手也能轻易看懂,如果实在看不懂可以M我,可以帮你解释~不过关键在于解题的思维和方法,明白怎么做就行了,不必照着代码抄,那样没用!
通过分析所描述问题的特点可知,半数集set(n)中元素个数的求解是个递归的过程。设set(n)中的元素个数为f(n),则显然有递归表达式:
f(n)=1+∑f(i),i=1,2……n/2
据此,可很容易设计出求f(n)的递归算法如下:
int comp(int n)
{ int ans=1;
if(n>1)
for(int i=1;i<=n/2;i++)
ans+=comp(i);
return ans;
}
对于此递归过程,是存在有缺陷的,即有很多的重复子问题计算。比如说:当n=4时,f(4)=1+f(1)+f(2),而f(2)=1+f(1),因此,在计算f(2)的时候又要重复计算一次f(1)。更进一步,当n较大时,类似的重复子问题计算将会变得非常多。
3.2、改进的递归算法
可以对如上的递归算法进行改进,用数组来存储已计算过的子问题结果,就可以避免重复,提高算法效率。改进的递归算法如下:
int comp(int n)
{ int ans=1;
if(a[n]>0) //避免重复计算的判断语句(在主函数中将数组a的元素全部初始化为0)
return a[n];
for(int i=1;i<=n/2;i++)
ans+=comp(i);
a[n]=ans;
return ans;
}

四、半数单集问题
4.1、概念说明
半数单集类似半数集,区别在于:半数集是多重集,而半数单集不是多重集,即集合中已有的元素不再添加到集合中。
例如:n=24,那么半数集set(24)中的元素1224就有如下两种方式可以生成:
24 → 1224
24 →224 → 1224
所以,1224就是一个被重复计算的元素。
4.2、如何剔除重复元素
笔者只考虑了n≤200的情况。
在n≤200时,n/2≤100,也就是说,此时可能产生重复的元素是2位数。一个两位数x产生重复的条件是:其个位上的数y=x%10的半数集中已产生x,即
x/10 ≤y/2 或 2(x/10) ≤x%10
例如n=24时,x=24/2=12,y=12%10=2即:2的半数集中已产生12。
因此,在三中的算法里加入剔除重复元素的语句即可实现重复元素的剔除。剔除重复元素的递归算法如下:
int comp(int n)
{ int ans=1;
if(a[n]>0)
return a[n];
for(int i=1;i<=n/2;i++)
{
ans+=comp(i);
if((i>10)&&(2*(i/10)<=i%10)) //剔除重复元素的判断语句
ans-=a[i/10];
}
a[n]=ans;
return ans;
}

五、小结
使用递归算法求解问题时,首先需要得出所求问题的递归方程,递归方程需要有一个初始值,这个初始值也称为边界条件。递归方程是自然数上的一个函数T(n),它使用一个或多个小于n时的值的不等式来描述。递归方程通常有三种方法可以计算:迭代方法,替换方法和主方法。

附:求解半数集set(n)中元素个数的基本程序
此程序只是求半数集set(n)中元素个数的一个基本示例,半数单集的程序可在此上适当改动得来。由于图片不好上传,因而没有给出测试结果,读者可以在此基本程序上自行测试,也可对程序做适当改动以满足不同输出要求。

#include
#include

int a[1001];
int comp(int n) //改进的递归算法
{
int ans=1;
if(a[n]>0)
return a[n];
for(int i=1;i<=n/2;i++)
ans+=comp(i);
a[n]=ans;
return ans;}

void main()
{
int n;
cout< cin>>n;
for(int i=0;i<=n;i++)
a[i]=0;
a[1]=1;
if(n<=0||n>1000)
{
cout< getchar();
return;
}
else
{
cout< cout< getchar();
}
}