贝尔数 - C++ 中集合划分的数量
贝尔数用于表示将 n 个元素的集合划分成非空子集(即至少包含一个元素)的方法数。
在这个程序中,我们给定一个包含 n 个元素的集合,我们需要找到将该集合划分成非空子集的方法数。
示例
Input : 3 Output : 5
解释 - 假设一个包含三个元素的集合 {1, 2, 3}。
子集为 {{1} , {2} , {3}} ; {{1} , {2,3}} ; {{1 , 2} , {3}} ; {{2} , {1 , 3}} ; {1 , 2 , 3}。
贝尔数:贝尔数 bell(n) 给出了所有从 1 到 n 的 k 值的 s(n,k) 之和。这里 s(n,k) 是将 n 个元素划分成 k 个子集的方法数。
公式为:
$$bell(n)=\sum_{k=0}^n S(n,k)$$
函数 s(n,k) 的递归定义为:
s(n+1,k) = k*s(n,k) + s(n,k-1)。
工作原理
在将第 (n+1) 个元素添加到 k 个分区时,有两种可能性:
它添加到现有分区的 k 个分区中的一个,即 s(n,k-1)。
将值添加到所有分区集合中,即 k*s(n,k)。
前几个贝尔数是 1 , 1 , 2 , 5 , 15 , 52 , 205
为了找到贝尔数,我们有几种方法:
简单方法是逐个计算 k = 1 到 n 的 s(n,k),并将所有值相加。
使用贝尔三角形是使用如下所示的贝尔三角形:
1 1 2 2 3 5 5 7 10 15 15 20 27 37 52
示例
#include<iostream> using namespace std; int bellNumber(int n) { int bell[n+1][n+1]; bell[0][0] = 1; for (int i=1; i<=n; i++) { bell[i][0] = bell[i-1][i-1]; for (int j=1; j<=i; j++) bell[i][j] = bell[i-1][j-1] + bell[i][j-1]; } return bell[n][0]; } int main() { for (int n=0; n<=5; n++) cout<<"Bell Number "<<n<<" is "<< bellNumber(n)<<endl; return 0; }
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