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算法之帕斯卡三角形

程序员文章站 2022-03-06 08:02:56
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帕斯卡三角形在现实中有比较多的应用,其中比较广泛的就是n次多项式的系数,具体如图所示:

算法之帕斯卡三角形

可以看到基本规律如下:

1、每行数字左右对称,由1开始逐渐变大,然后变小,回到1。
2、第n行的数字个数为n个。
3、第n行数字和为2^(n-1)。
4、每个数字等于上一行的左右两个数字之和。可用此性质写出整个帕斯卡三角形。
5、将第2n+1行第1个数,跟第2n+2行第3个数、第2n+3行第5个数……连成一线,这些数的和是第2n个斐波那契数。将第2n行第2个数,跟第2n+1行第4个数、第2n+2行第6个数……这些数之和是第2n-1个斐波那契数。
6、第n行的第1个数为1,第二个数为1×(n-1),第三个数为1×(n-1)×(n-2)/2,第四个数为1×(n-1)×(n-2)/2×(n-3)/3…依此类推。
针对该三角形有两种求解方式,一种是公式法,另一种是推导法。

公式法:公式具体怎么来的无从考证,比较经典,如下:

long combi(int n, int r) {//n是行,r是列
    int i;
    long p =1;
    for(i=1;i<=r;i++) {
        p = p*(n-i+1)/i;
        //printf("p = %l\n",p);
    }
    return p;//最终值
}
完整的算法实现如下,设计到了打印空格的逻辑,主要还是公式:

#include<stdio.h>
#include<iostream>
#define N 12
long combi(int n, int r) {
    int i;
    long p =1;
    for(i=1;i<=r;i++) {
        p = p*(n-i+1)/i;
        //printf("p = %l\n",p);
    }
    return p;
}
int main()
{
    int n,r,t;
    for(n=0;n<=N;n++){
        for(r=0;r<=n;r++){
            int i;//排版
            if(r==0){
             for(i=0;i<=(N-n+1);i++)
                    printf(" ");
             } else {
               printf(" ");
             }
             printf("%3d",combi(n,r));
        }
        printf("\n");
    }

}
推导法来说基本规律是:当前数为上一行的相邻两个数之和,得用数组实现,这个比较简单,也好理解,不做备注了。

#include<stdio.h>
#define M 12
int main()
{
  int a[M][M], i , j ;
  for(i=0;i<M;i++)
    for(j=0;j<=i;j++)
    {
      if(i==j||j==0)
      a[i][j]=1;
      else
      a[i][j]=a[i-1][j]+a[i-1][j-1];
      printf("%5d",a[i][j]);
      if(i==j)
      printf("\n");
    }
  return 0;
}