卡特兰数(出栈序列以及已知先序遍历求树的形状的个数)

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首先,我们设f(n)=序列个数为n的出栈序列种数。(我们假定,最后出栈的元素为k,显然,k取不同值时的情况是相互独立的,也就是求出每种k最后出栈的情况数后可用加法原则,由于k最后出栈,因此,在k入栈之前,比k小的值均出栈,此处情况有f(k-1)种,而之后比k大的值入栈,且都在k之前出栈,因此有f(n-k)种方式,由于比k小和比k大的值入栈出栈情况是相互独立的,此处可用乘法原则,f(n-k)*f(k-1)种,求和便是Catalan递归式。ps.author.陶百百) 首次出空之前第一个出栈的序数k将1~n的序列分成两个序列,其中一个是1~k-1,序列个数为k-1,另外一个是k+1~n,序列个数是n-k。 此时,我们若把k视为确定一个序数,那么根据
乘法原理,f(n)的问题就等价于——序列个数为k-1的出栈序列种数乘以序列个数为n – k的出栈序列种数,即选择k这个序数的f(n)=f(k-1)×f(n-k)。而k可以选1到n,所以再根据
加法原理,将k取不同值的序列种数相加,得到的总序列种数为:f(n)=f(0)f(n-1)+f(1)f(n-2)+……+f(n-1)f(0)。 看到此处,再看看卡特兰数的递推式,答案不言而喻,即为f(n)=h(n)= C(2n,n)/(n+1)

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