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令h(1)=1,h(0)=1,catalan数(卡特兰数)满足递归式:
h(n)= h(0)*h(n-1)+h(1)*h(n-2) + ... + h(n-1)h(0) (其中n>=2)
另类递归式:
h(n)=((4*n-2)/(n+1))*h(n-1);
C++实现递归程序如下:
- double Katelan(int m);
- double Katelan(int m)
- {
- if(m<0) return 0;
- if(m==0) return 1.0;
- if(m==1) return 1.0;
- //if(m>=2) return (double)(4*m-2)/(m+1)*Katelan(m-1);
- if(m>=2) return (double)Katelan(m-1)*(4*m-2)/(m+1);
- }
- int main(int argc, char *argv[])
- {
- for(int i = 0; i<=10;i++)
- {
- cout<<Katelan(i)<<endl;
- }
- while(true)
- {
- ;
- }
- return 0;
- }
该递推关系的解为:
h(n)=C(2n,n)/(n+1) (n=1,2,3,...)
卡特兰数的应用 (实质上都是递归等式的应用)
1、括号化问题 矩阵链乘: P=a1×a2×a3×……×an,依据乘法结合律,不改变其顺序,只用括号表示成对的乘积,试问有几种括号化的方案?(h(n)种)
2、出栈次序问题 一个栈(无穷大)的进栈序列为1,2,3,…,n,有多少个不同的出栈序列?
3、 凸多边形的三角剖分问题 求将一个 凸多边形 区域分成三角形区域的方法数。 4、 用给定节点组成二叉树的问题 给定N个节点,能构成多少种不同的二叉树?
二叉树问题的分析,当n=1时,只有1个根节点,则只能组成1种形态的二叉树,令n个节点可组成的二叉树数量表示为h(n),则h(1)=1; h(0)=0;
当n=2时,1个根节点固定,还有2-1个节点。这一个节点可以分成(1,0),(0,1)两组。即左边放1个,右边放0个;或者左边放0个,右边放1个。即:h(2)=h(0)*h(1)+h(1)*h(0)=2,则能组成2种形态的二叉树。
当n=3时,1个根节点固定,还有2个节点。这2个节点可以分成(2,0),(1,1),(0,2)3组。即h(3)=h(0)*h(2)+h(1)*h(1)+h(2)*h(0)=5,则能组成5种形态的二叉树。
以此类推,当n>=2时,可组成的二叉树数量为h(n)=h(0)*h(n-1)+h(1)*h(n-2)+...+h(n-1)*h(0)种,即符合Catalan数的定义,可直接利用通项公式得出结果。
令h(1)=1,h(0)=1,catalan数(卡特兰数)满足递归式:
h(n)= h(0)*h(n-1)+h(1)*h(n-2) + ... + h(n-1)h(0) (其中n>=2)
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