题目的主要信息:

  • 把m个同样的苹果放在n个同样的盘子里,允许有的盘子空着不放
  • 共有多少种不同的分法,不区分顺序

方法一:递归

具体做法:

因为不区分顺序,所以只考虑苹果分了几份,每份多少个,很容易知道当苹果为0个的时候或者盘子只有1个的时候,只有1种分法。那这个问题子问题就是苹果更少或者盘子更少的情况,因此可以用递归解决,上述只有一种分法的两个情况就是递归的出口。

我们再来看,当盘子数量大于苹果数量的时候,至少会有nmn-mnm个盘子必定是空的,分法只能在其他mmm个盘子中进行,因此它就等于它的子问题mmm个苹果mmm个盘子有多少种分法。

当苹果数量大于等于盘子数量时,可以分成两类:至少有一个盘子空着或者全部盘子都有苹果(这里相当于将苹果拿走盘子这么多个,剩余的分法才是重要的),而这两种情况之和就是苹果数量大于等于盘子数量的总分法。 alt

#include<iostream>
using namespace std;

int recursion(int m, int n){
    if(m == 0 || n == 1) //如果没有苹果或者只剩下一个盘子,只有1种分法
        return 1;
    else if(m < n) //苹果数少于盘子数分法等于苹果数等于盘子数的分法,因为注定有n-m个盘子空
        return recursion(m, m);
    else //其他情况可以等于至少一个盘子空着加上全部盘子都有苹果
        return recursion(m, n - 1) + recursion(m - n, n);
}

int main(){
    int m, n;
    while(cin >> m >> n) //输入苹果数和盘子数
        cout << recursion(m, n) << endl; //递归解决
    return 0;
}

复杂度分析:

  • 时间复杂度:O(2n)O(2^n)O(2n),树型递归,最大深度为nnn,总共递归2n2^n2n
  • 空间复杂度:O(n)O(n)O(n),递归栈最大深度不超过nnn

方法二:动态规划

具体做法:

递归是自顶向下搜索,然后自底向上相加,我们可以直接用自底向上相加。

用动态规划的方法,dp[i][j]dp[i][j]dp[i][j]表示iii个苹果分在jjj个盘子中的分法,首先苹果数为0即i=0i=0i=0全部初始化为1,然后遍历二维数组将dp数组填满,当iii小于jjj的时候,苹果数少于盘子数,则等于它前一个盘子时的分法,因为这个盘子相当于常空着,没有用;当iii大于等于jjj的时候,苹果数大于等于盘子数,则它等于上一个盘子的数量(即相当于至少有这个盘子是空的)加上苹果数减去盘子数且盘子数不变时的分法(即相当于每个盘子都有,排除这些后的分法)。

整体思路类似递归往上加。

#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;

int main(){
    int m, n;
    while(cin >> m >> n){
        vector<vector<int>> dp(m + 1, vector<int>(n + 1, 0)); //dp[i][j]表示i个苹果放在j个盘子的分法
        for(int i = 1; i <= n; i++)
            dp[0][i] = 1; //0个苹果只有1种分法
        for(int i = 1; i <= m; i++)
            for(int j = 1; j <= n; j++){
                if(i < j)
                    dp[i][j] = dp[i][j - 1];
                else
                    dp[i][j] = dp[i][j - 1] + dp[i - j][j];
            }
        cout << dp[m][n] << endl;
    }
    return 0;
}

复杂度分析:

  • 时间复杂度:O(nm)O(nm)O(nm),遍历二维数组
  • 空间复杂度:O(nm)O(nm)O(nm),二维数组的空间