📜  N的乘法分区的计数(1)

📅  最后修改于: 2023-12-03 15:03:20.413000             🧑  作者: Mango

N的乘法分区的计数

在数学中,我们经常需要考虑将一个数分成若干个数的乘积的方式,这就是乘法分区。N的乘法分区计数就是求出将N分成若干个数的乘积的方式有多少种。

方法一:动态规划

我们可以使用动态规划来解决这个问题。具体思路如下:

我们用dp[i][j]表示将i分成若干个数的乘积,其中最大的数为j时的方案数。

对于每一个i,我们可以考虑把它分成若干个数的乘积,最大的数为j时有两种情况:

  • 最大的数为j时,将i分成若干个数的乘积,其中最大的数为j的方案数为dp[i/j][j],因为dp[i/j][j]表示将i/j分成若干个数的乘积,其中最大的数为j的方案数。我们把i/j的每一份都乘上j就能得到i。
  • 最大的数不为j时,即将i分成若干个数的乘积,其中最大的数不为j的方案数为dp[i][j-1],因为dp[i][j-1]表示将i分成若干个数的乘积,其中最大的数不超过j-1的方案数。在这种情况下,我们可以在每个方案的最后再乘上一个j就能得到最大的数为j的情况。

综上所述,得到状态转移方程:

dp[i][j] = dp[i/j][j] + dp[i][j-1]

边界条件:

dp[i][1] = 1

最终答案为:

sum(dp[N])

代码实现
def count_partitions(N):
    dp = [[0] * (N+1) for _ in range(N+1)]
    for i in range(1, N+1):
        dp[i][1] = 1
    for i in range(2, N+1):
        for j in range(2, N+1):
            if i >= j:
                dp[i][j] = dp[i//j][j] + dp[i][j-1]
            else:
                dp[i][j] = dp[i][i]
    return sum(dp[N])
方法二:递归

我们也可以使用递归来解决这个问题。具体思路如下:

对于每一个i,我们考虑将i分成若干个数的乘积,最大的数为j时,所有方案数为:

  • 对于每个数j,如果i可以整除j,那么可以将i分成若干个数的乘积,最大的数为j,其中的最大数不超过j。

通过递归的方式求解子问题,实现即可。

代码实现
def count_partitions(N):
    def count_helper(n, max_factor):
        if n == 1:  # 最后只剩下1,说明可以凑出一种情况
            return 1
        count = 0
        for i in range(max_factor, 0, -1):
            if n % i == 0 and i <= max_factor:
                count += count_helper(n // i, i)
        return count

    return count_helper(N, N)

以上就是两种解决N的乘法分区的计数的方法。其中,动态规划的时间复杂度为O(N^2),空间复杂度也为O(N^2),而递归的时间复杂度为O(2^N),空间复杂度为O(N)。因此,在实际应用中,建议使用动态规划的方法。