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HDU 1465(错排公式)

2018年04月26日 ⁄ 综合 ⁄ 共 801字 ⁄ 字号 评论关闭

颜书先生《“装错信封问题”的数学模型与求解》一文(见《数学通报》 2000 年第 6 期 p.35 ),给出了该经典问题的一个模型和求解公式:

编号为 1 , 2 ,……, n 的 n 个元素排成一列,若每个元素所处位置的序号都与它的编号不同,则称这个排列为 n 个不同元素的一个错排。记 n 个不同元素的错排总数为 f(n) ,则   f(n) = n![1-1/1!+1/2!-1/3!+……+(-1)^n*1/n!]( 1 )

本文从另一角度对这个问题进行一点讨论。

1. 一个简单的递推公式

n 个不同元素的一个错排可由下述两个步骤完成:

第一步,“错排” 1 号元素(将 1 号元素排在第 2 至第 n 个位置之一),有 n - 1 种方法。

第二步,“错排”其余 n - 1 个元素,按如下顺序进行。视第一步的结果,若 1 号元素落在第 k 个位置,第二步就先把 k 号元素“错排”好, k 号元素的不同排法将导致两类不同的情况发生:

( 1 ) k 号元素排在第 1 个位置,留下的 n - 2 个元素在与它们的编号集相等的位置集上“错排”,有 f(n -2) 种方法;

( 2 ) k 号元素不排第 1 个位置,这时可将第 1 个位置“看成”第 k 个位置,于是形成(包括 k 号元素在内的) n - 1 个元素的“错排”,有 f(n - 1) 种方法。据加法原理,完成第二步共有 f(n - 2)+f(n - 1) 种方法。 根据乘法原理, n 个不同元素的错排种数

f(n) = (n-1)[f(n-2)+f(n-1)] (n>2) 。 ( 2 )

#include<iostream>
#include<cstdio>
using namespace std;
__int64 f[20];
int main()
{
   memset(f,0,sizeof(f));
   int n,i;
   f[1]=0;f[2]=1;
   for(i=3;i<=20;i++)
   {
      f[i]=(i-1)*(f[i-2]+f[i-1]);
   }
   while(scanf("%d",&n)!=EOF)
   {
        printf("%I64d\n",f[n]);
   }
   return 0;
}

 

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