集合划分问题——算法

问题描述:
n个元素的集合{1,2,.,n }可以划分为若干个非空子集。例如,当n=4 时,集合{1,2,3,4}可以划分为15个不同的非空子集如下:
{1},{2},{3},{4}}, {{1,2},{3},{4}},
{{1,3},{2},{4}}, {{1,4},{2},{3}},
{{2,3},{1},{4}}, {{2,4},{1},{3}},
{{3,4},{1},{2}}, {{1,2},{3,4}},
{{1,3},{2,4}}, {{1,4},{2,3}},
{{1,2,3},{4}}, {{1,2,4},{3}},
{{1,3,4},{2}}, {{2,3,4},{1}},
{{1,2,3,4}}
其中,集合{{1,2,3,4}} 由1个子集组成;集合{{1,2},{3,4}},{{1,3},{2,4}},{{1,4},{2,3}},{{1,2,3},{4}},{{1,2,4},{3}},{{1,3,4},{2}},{{2,3,4},{1}} 由2个子集组成;集合{{1,2},{3},{4}},{{1,3},{2},{4}},{{1,4}.{2},{3}},{{2,3},{1},{4}},{{2,4},{1},{3}},{{3,4},{1},{2}} 由3 个子集组成;集合{{1},{2},{3},{4}} 由4个子集组成。
编程任务:
给定正整数n 和m,计算出n 个元素的集合{1,2,., n }可以划分为多少个不同的由m 个
非空子集组成的集合。
数据输入:
由文件input.txt 提供输入数据。文件的第1 行是元素个数n 和非空子集数m。
结果输出:
程序运行结束时,将计算出的不同的由m个非空子集组成的集合数输出到文件output.txt中。
输入文件示例                                        输出文件示例

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解题思路:设n个元素的集合可以划分为F(n,m)个不同的由m个非空子集组成的集合。

F(1,1)=1;

F(2,1)=1,F(2,2)=1;


当有三个元素时:

  1. 一个子集的情况:{{1,2,3}},F(3,1)=1;
  2. 两个子集的情况:{{1,2},{3}},{{1,3},{2}},{{2,3},{1}},F(3,2)=F(2,1)+2*F(2,2)=3;
  3. 三个子集的情况:{{1},{2},{3}},F(3,3)=1。

当有四个元素时(即将元素4插入到三个元素分类的情况中):

  1. 一个子集的情况:{{1,2,3,4}},F(4,1)=1;
  2. 两个子集的情况:{{1,2,3},{4}},{{1,2,4},{3}},{{1,2},{3,4}},{{1,3,4},{2}},{{1,3},{2,4}},{{2,3,4},{1}},{{2,3},{1,4}},F(4,2)=F(3,1)+2*F(3,2)=7;
  3. 三个子集的情况:{{1,2},{3},{4}},{{1,3},{2},{4}},{{2,3},{1},{4}},{{1,4},{2},{3}},{{1},{2,4},{3}},{{1},{2},{3,4}},F(4,3)=F(3,2)+3*F(3,3)=6;
  4. 四个子集的情况:{{1},{2},{3},{4}},F(4,4)=1。


可得到递推公式F(n,m)=F(n-1,m-1)+m*F(n-1,m),当m=1或n=m时F(n,m)=1。

#include<iostream>
using namespace std;

int f(int n, int m) {
	if (m == 1 || n == m) {
		return 1;
	}
	else {
		return  f(n - 1, m - 1) + m*f(n - 1, m);
	}
}

int main() {
	int n, m;
	scanf("%d %d", &n, &m);
	printf("%d", f(n, m));
	return 0;
}

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