• 母函数知识点


      学了好长时间母函数了,一直没时间进行总结(忙于一些琐事),今天正好放一天假,趁空闲,对母函数做个总结,以便以后更加方便学习。

    进入主题:

           我对母函数的理解是,母函数,顾名思义,就是母亲,那就说明,在这个函数里面还有儿子,即子函数。说白了,就是子函数可以看作是母函数的一个子集。

    而如何把这些子函数用一个母函数来表示呢?即所谓的通项公式,我个人觉的这是问题的症结之处,解决了这一症结,那么,后面的问题就容易多了。

    下面我来谈谈怎么来求解母函数:

           看过许多有关母函数的资料,介绍母函数的思想基本一样,我这里就通俗理解为:母函数就是一个多项式前面的系数的一个整体的集合,而子函数就是这个多项式每一项前面的系数。

            那么,在碰到问题时,我们如何区分它是不是要用母函数来求解?如果用到母函数,那么需要什么样的母函数来求解?母函数是用来解决哪种类型的问题? 

             我想这是包括我在内的很多初次接触母函数的朋友所关心的问题。

    下面我来逐一做出解答:

      1. 什么样的题型适合用母函数

          母函数有普通型的,也有指数型的。而我们通常在做题当中碰到的大多是普通型的,指数型的较少,主要用来求解多重排列的题型(我至今未涉及到有关指数型的母函数,希望读者提议,若以后碰到,我会加以补充),接下来,我重点说一下普通型母函数。

        普通型的可以用在求解组合以及整数拆分的题型中。

        例如,对于有n种物品,如果第i个物品有ki个,我们可以列式n个项相乘 (x^0+x^1+...x^k1)*(x^0+x^1+...x^k2)*...*(x^0+x^1+...x^kn),每一项表示对于第i件物品,可以有(x^0+x^1+...x^ki)中取法,【注意系数都为1,因为同种物品去i件,它的取法是1】多项相乘:因为取m件物品这件事实要分为对n种物品各取分别取1次【0~ki个】,  是组合计数的乘法原理, x^m 的系数是组合成m件物品的所有方案数.(可以参考hduacm课件)

    整数拆分

    复制代码
    1 #include"iostream"
    2  using namespace std;
    3  #define N 130
    4  int a[N+1],b[N+1];
    5  int main()
    6 {
    7 int n,i,j,k;
    8 while(cin>>n&&n!=0)
    9 {
    10 for(i=0;i<=n;i++)
    11 {a[i]=1;b[i]=0;}
    12 for(i=2;i<=n;i++)
    13 {
    14 for(j=0;j<=n;j++)
    15 for(k=0;k+j<=n;k+=i)
    16 {
    17 b[k+j]+=a[j];
    18 }
    19 for(j=0;j<=n;j++)
    20 {
    21 a[j]=b[j];b[j]=0;
    22 }
    23 }
    24 cout<<a[n]<<endl;
    25 }
    26 return 0;
    27
    28 }
    复制代码
     
     
    复制代码
    1 #include"iostream"
    2  using namespace std;
    3  #define N 50
    4 #define M 26
    5 int a[M+1],b[M+1],c1[N+1],c2[N+1];
    6 int main()
    7 {
    8 int n,i,j,k,sum;
    9
    10 cin>>n;
    11 while(n--)
    12
    13 {
    14 sum=0;
    15
    16
    17 for(i=0;i<26;i++)
    18 {
    19 cin>>a[i];
    20 b[i]=i+1;
    21 }
    22 memset(c1,0,sizeof(c1));
    23 memset(c2,0,sizeof(c2));
    24 c1[0]=1;
    25
    26 for(i=0;i<26;i++)
    27 {
    28 for(j=0;j<=50;j++)
    29 if(c1[j])
    30 for(k=0;k+j<=50&&k<=a[i]*b[i];k+=b[i])
    31
    32 {
    33 c2[k+j]+=c1[j];
    34 }
    35 for(j=0;j<=50;j++)
    36
    37 {c1[j]=c2[j];c2[j]=0;}
    38 }
    39 for(i=1;i<=50;i++)
    40 sum+=c1[i];
    41 cout<<sum<<endl;
    42
    43 }
    44 return 0;
    45 }
    复制代码

    2,需要什么样的母函数来求解

           可以说不同的问题,有不同的解法,对于一道可以用母函数来求解的题而言,可能还有比母函数更简洁的方法,因人而异。不一定遇到组合类型的题型就要用组合函数,在这里我只是要通过一些例子来说明如果我们需要用母函数来求解,那么,该如何选定合适的母函数呢?

       母函数的框架基本一样,

    如hdu2082,

      for(i=0;i<26;i++)
            {
                for(j=0;j<=50;j++)
                if(c1[j])
                     for(k=0k+j<=50&&k<=a[i]*b[i];k+=b[i])//关键
                        c2[k+j]+=c1[j];
                    for(j=0;j<=50;j++)
                  {

                    c1[j]=c2[j];

                    c2[j]=0;

                   }
            }

           如hdu1028,

             for(i=2;i<=n;i++)
       {
                 for(j=0;j<=n;j++)
                    for(k=0;k+j<=n;k+=i)//关键
                       {
                         b[k+j]+=a[j];
                       }
                    for(j=0;j<=n;j++)
                   {
                       a[j]=b[j];b[j]=0;
                    }
         }

    注:根据题意,仔细分析,建立关系。

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