堆放木块C++实现

   堆放木块是题很有意思的题目,原题的描述为:

  我们用2维数组n[i][j] 表示平面上凸起的高度。或者说在二维平面上堆放立方体,满足 (每个数组元素都是非负整数) 

  n[i][j] <= n[i][j+1] n[i][j] <= n[i+1][j]

  如图所示,是一种合法的方法。 对应的二维数组是:
5 4 2 1 1
3 2 0 0 0
2 2 0 0 0 
(注意正方向是从下往上,从右往左) 给定a,b,c,其中a,b是2维数组的维数,c表示元素不超过c(即n[i,j] <= c),求满足条件的2维数组的数量。 (0<a,b,c<=6) 

之前我就分析过了,这题与ferrers图有很大的联系,再看看Ferrers图:

ferrers图是一个从上而下的n层格子,mi 为第i层的格子数,当mi>=mi+1(i=1,2,,n-1) ,即上层的格子数不少于下层的格子数的图。

如下是一些ferrers图:



所以,可以看到,每个合理的摆放每一层都是一个ferrers图,且下层图的格子数不能比上层的格子数小,即每一列都不能小,然后至多堆放c层,这样,思路就有了

因为我不会写java,所以我先用c++实现打了个表,下面是我的C++代码实现;

/*******************************************************************************/
/* OS           : Linux fc20.x86_64 #1 SMP Tue Dec  UTC 2013 x86_64  GNU/Linux
 * Compiler     : 4.8.2 20131212 (Red Hat 4.8.2-7) (GCC)
 * Encoding     : UTF8
 * Date         : 2014-03-21
 * All Rights Reserved by alop.
*****************************************************************************/
/* Description: ***************************************************************
*****************************************************************************/
/* Analysis: ******************************************************************
*****************************************************************************/
/*****************************************************************************/

#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<cstdlib>
using namespace std;
long long D[7][7][7][7][7][7][7];
int main(){
freopen("in.txt","w",stdout);
   int a[7],b[7];
   for(a[1]=1;a[1]<7;a[1]++)
     for(a[2]=0;a[2]<=a[1];a[2]++)
      for(a[3]=0;a[3]<=a[2];a[3]++)
        for(a[4]=0;a[4]<=a[3];a[4]++)
          for(a[5]=0;a[5]<=a[4];a[5]++)
            for(a[6]=0;a[6]<=a[5];a[6]++)
             D[a[1]][a[2]][a[3]][a[4]][a[5]][a[6]][1]=1;

for(int i=2;i<=6;i++)
   for(a[1]=1;a[1]<7;a[1]++)
     for(a[2]=0;a[2]<=a[1];a[2]++)
      for(a[3]=0;a[3]<=a[2];a[3]++)
        for(a[4]=0;a[4]<=a[3];a[4]++)
          for(a[5]=0;a[5]<=a[4];a[5]++)
            for(a[6]=0;a[6]<=a[5];a[6]++)
            {
               D[a[1]][a[2]][a[3]][a[4]][a[5]][a[6]][i]=0;
               for(b[1]=1;b[1]<=a[1];b[1]++)
                 for(b[2]=0;b[2]<=min(b[1],a[2]);b[2]++)
                  for(b[3]=0;b[3]<=min(b[2],a[3]);b[3]++)
                    for(b[4]=0;b[4]<=min(b[3],a[4]);b[4]++)
                        for(b[5]=0;b[5]<=min(b[4],a[5]);b[5]++)
                            for(b[6]=0;b[6]<=min(b[5],a[6]);b[6]++)
                                D[a[1]][a[2]][a[3]][a[4]][a[5]][a[6]][i]+= D[b[1]][b[2]][b[3]][b[4]][b[5]][b[6]][i-1];
                            }
for(int c=1;c<=6;c++)
  {
    long long fer=1;
    for(int d=1;d<=6;d++)
    {
    for(a[1]=1;a[1]<=d;a[1]++)
      for(int i=1;i<=c;i++)
       fer+= D[a[1]][0][0][0][0][0][i];
      cout<<"fs["<<d<<"][1]["<<c<<"]="<<fer<<"L ;";
      fer=1;
      }
    cout<<endl;
for(int d=1;d<=6;d++)
{
for(a[1]=1;a[1]<=d;a[1]++)
for(a[2]=0;a[2]<=a[1];a[2]++)
      for(int i=1;i<=c;i++)
       fer+= D[a[1]][a[2]][0][0][0][0][i];
      cout<<"fs["<<d<<"][2]["<<c<<"]="<<fer<<"L;  ";
      fer=1;
      }
    cout<<endl;
for(int d=1;d<=6;d++)
{
for(a[1]=1;a[1]<=d;a[1]++)
  for(a[2]=0;a[2]<=a[1];a[2]++)
     for(a[3]=0;a[3]<=a[1];a[3]++)
      for(int i=1;i<=c;i++)
       fer+= D[a[1]][a[2]][a[3]][0][0][0][i];
      cout<<"fs["<<d<<"][3]["<<c<<"]="<<fer<<"L  ; ";
      fer=1;
      }
    cout<<endl;
for(int d=1;d<=6;d++)
{
for(a[1]=1;a[1]<=d;a[1]++)
  for(a[2]=0;a[2]<=a[1];a[2]++)
     for(a[3]=0;a[3]<=a[1];a[3]++)
       for(a[4]=0;a[4]<=a[3];a[4]++)
      for(int i=1;i<=c;i++)
       fer+= D[a[1]][a[2]][a[3]][a[4]][0][0][i];
      cout<<"fs["<<d<<"][4]["<<c<<"]="<<fer<<"L   ;";
      fer=1;
      }
    cout<<endl;
    for(int d=1;d<=6;d++)
{
for(a[1]=1;a[1]<=d;a[1]++)
  for(a[2]=0;a[2]<=a[1];a[2]++)
     for(a[3]=0;a[3]<=a[1];a[3]++)
       for(a[4]=0;a[4]<=a[3];a[4]++)
         for(a[5]=0;a[5]<=a[4];a[5]++)
      for(int i=1;i<=c;i++)
       fer+= D[a[1]][a[2]][a[3]][a[4]][a[5]][0][i];
      cout<<"fs["<<d<<"][5]["<<c<<"]="<<fer<<"L   ;";
      fer=1;
      }
    cout<<endl;
for(int d=1;d<=6;d++)
{
for(a[1]=1;a[1]<=d;a[1]++)
  for(a[2]=0;a[2]<=a[1];a[2]++)
     for(a[3]=0;a[3]<=a[1];a[3]++)
       for(a[4]=0;a[4]<=a[3];a[4]++)
         for(a[5]=0;a[5]<=a[4];a[5]++)
           for(a[6]=0;a[6]<=a[5];a[6]++)
            for(int i=1;i<=c;i++)
       fer+= D[a[1]][a[2]][a[3]][a[4]][a[5]][a[6]][i];
      cout<<"fs["<<d<<"][6]["<<c<<"]="<<fer<<"L  ;";
      fer=1;
      }
    cout<<endl;
  }
    return 0;
fclose(stdout);
}

可以看到,我写了超多的for循环,但其实思路是很清晰的,就是ferrers图的层层叠加;下面是输出数据:

fs[1][1][1]=2L ;fs[2][1][1]=3L ;fs[3][1][1]=4L ;fs[4][1][1]=5L ;fs[5][1][1]=6L ;fs[6][1][1]=7L ;
fs[1][2][1]=3L;  fs[2][2][1]=6L;  fs[3][2][1]=10L;  fs[4][2][1]=15L;  fs[5][2][1]=21L;  fs[6][2][1]=28L;  
fs[1][3][1]=4L  ; fs[2][3][1]=10L  ; fs[3][3][1]=20L  ; fs[4][3][1]=35L  ; fs[5][3][1]=56L  ; fs[6][3][1]=84L  ; 
fs[1][4][1]=5L   ;fs[2][4][1]=15L   ;fs[3][4][1]=35L   ;fs[4][4][1]=70L   ;fs[5][4][1]=126L   ;fs[6][4][1]=210L   ;
fs[1][5][1]=6L   ;fs[2][5][1]=21L   ;fs[3][5][1]=56L   ;fs[4][5][1]=126L   ;fs[5][5][1]=252L   ;fs[6][5][1]=462L   ;
fs[1][6][1]=7L  ;fs[2][6][1]=28L  ;fs[3][6][1]=84L  ;fs[4][6][1]=210L  ;fs[5][6][1]=462L  ;fs[6][6][1]=924L  ;
fs[1][1][2]=3L ;fs[2][1][2]=6L ;fs[3][1][2]=10L ;fs[4][1][2]=15L ;fs[5][1][2]=21L ;fs[6][1][2]=28L ;
fs[1][2][2]=6L;  fs[2][2][2]=20L;  fs[3][2][2]=50L;  fs[4][2][2]=105L;  fs[5][2][2]=196L;  fs[6][2][2]=336L;  
fs[1][3][2]=10L  ; fs[2][3][2]=50L  ; fs[3][3][2]=175L  ; fs[4][3][2]=490L  ; fs[5][3][2]=1176L  ; fs[6][3][2]=2520L  ; 
fs[1][4][2]=15L   ;fs[2][4][2]=105L   ;fs[3][4][2]=490L   ;fs[4][4][2]=1764L   ;fs[5][4][2]=5292L   ;fs[6][4][2]=13860L   ;
fs[1][5][2]=21L   ;fs[2][5][2]=196L   ;fs[3][5][2]=1176L   ;fs[4][5][2]=5292L   ;fs[5][5][2]=19404L   ;fs[6][5][2]=60984L   ;
fs[1][6][2]=28L  ;fs[2][6][2]=336L  ;fs[3][6][2]=2520L  ;fs[4][6][2]=13860L  ;fs[5][6][2]=60984L  ;fs[6][6][2]=226512L  ;
fs[1][1][3]=4L ;fs[2][1][3]=10L ;fs[3][1][3]=20L ;fs[4][1][3]=35L ;fs[5][1][3]=56L ;fs[6][1][3]=84L ;
fs[1][2][3]=10L;  fs[2][2][3]=50L;  fs[3][2][3]=175L;  fs[4][2][3]=490L;  fs[5][2][3]=1176L;  fs[6][2][3]=2520L;  
fs[1][3][3]=20L  ; fs[2][3][3]=175L  ; fs[3][3][3]=980L  ; fs[4][3][3]=4116L  ; fs[5][3][3]=14112L  ; fs[6][3][3]=41580L  ; 
fs[1][4][3]=35L   ;fs[2][4][3]=490L   ;fs[3][4][3]=4116L   ;fs[4][4][3]=24696L   ;fs[5][4][3]=116424L   ;fs[6][4][3]=457380L   ;
fs[1][5][3]=56L   ;fs[2][5][3]=1176L   ;fs[3][5][3]=14112L   ;fs[4][5][3]=116424L   ;fs[5][5][3]=731808L   ;fs[6][5][3]=3737448L   ;
fs[1][6][3]=84L  ;fs[2][6][3]=2520L  ;fs[3][6][3]=41580L  ;fs[4][6][3]=457380L  ;fs[5][6][3]=3737448L  ;fs[6][6][3]=24293412L  ;
fs[1][1][4]=5L ;fs[2][1][4]=15L ;fs[3][1][4]=35L ;fs[4][1][4]=70L ;fs[5][1][4]=126L ;fs[6][1][4]=210L ;
fs[1][2][4]=15L;  fs[2][2][4]=105L;  fs[3][2][4]=490L;  fs[4][2][4]=1764L;  fs[5][2][4]=5292L;  fs[6][2][4]=13860L;  
fs[1][3][4]=35L  ; fs[2][3][4]=490L  ; fs[3][3][4]=4116L  ; fs[4][3][4]=24696L  ; fs[5][3][4]=116424L  ; fs[6][3][4]=457380L  ; 
fs[1][4][4]=70L   ;fs[2][4][4]=1764L   ;fs[3][4][4]=24696L   ;fs[4][4][4]=232848L   ;fs[5][4][4]=1646568L   ;fs[6][4][4]=9343620L   ;
fs[1][5][4]=126L   ;fs[2][5][4]=5292L   ;fs[3][5][4]=116424L   ;fs[4][5][4]=1646568L   ;fs[5][5][4]=16818516L   ;fs[6][5][4]=133613766L   ;
fs[1][6][4]=210L  ;fs[2][6][4]=13860L  ;fs[3][6][4]=457380L  ;fs[4][6][4]=9343620L  ;fs[5][6][4]=133613766L  ;fs[6][6][4]=1447482465L  ;
fs[1][1][5]=6L ;fs[2][1][5]=21L ;fs[3][1][5]=56L ;fs[4][1][5]=126L ;fs[5][1][5]=252L ;fs[6][1][5]=462L ;
fs[1][2][5]=21L;  fs[2][2][5]=196L;  fs[3][2][5]=1176L;  fs[4][2][5]=5292L;  fs[5][2][5]=19404L;  fs[6][2][5]=60984L;  
fs[1][3][5]=56L  ; fs[2][3][5]=1176L  ; fs[3][3][5]=14112L  ; fs[4][3][5]=116424L  ; fs[5][3][5]=731808L  ; fs[6][3][5]=3737448L  ; 
fs[1][4][5]=126L   ;fs[2][4][5]=5292L   ;fs[3][4][5]=116424L   ;fs[4][4][5]=1646568L   ;fs[5][4][5]=16818516L   ;fs[6][4][5]=133613766L   ;
fs[1][5][5]=252L   ;fs[2][5][5]=19404L   ;fs[3][5][5]=731808L   ;fs[4][5][5]=16818516L   ;fs[5][5][5]=267227532L   ;fs[6][5][5]=3184461423L   ;
fs[1][6][5]=462L  ;fs[2][6][5]=60984L  ;fs[3][6][5]=3737448L  ;fs[4][6][5]=133613766L  ;fs[5][6][5]=3184461423L  ;fs[6][6][5]=55197331332L  ;
fs[1][1][6]=7L ;fs[2][1][6]=28L ;fs[3][1][6]=84L ;fs[4][1][6]=210L ;fs[5][1][6]=462L ;fs[6][1][6]=924L ;
fs[1][2][6]=28L;  fs[2][2][6]=336L;  fs[3][2][6]=2520L;  fs[4][2][6]=13860L;  fs[5][2][6]=60984L;  fs[6][2][6]=226512L;  
fs[1][3][6]=84L  ; fs[2][3][6]=2520L  ; fs[3][3][6]=41580L  ; fs[4][3][6]=457380L  ; fs[5][3][6]=3737448L  ; fs[6][3][6]=24293412L  ; 
fs[1][4][6]=210L   ;fs[2][4][6]=13860L   ;fs[3][4][6]=457380L   ;fs[4][4][6]=9343620L   ;fs[5][4][6]=133613766L   ;fs[6][4][6]=1447482465L   ;
fs[1][5][6]=462L   ;fs[2][5][6]=60984L   ;fs[3][5][6]=3737448L   ;fs[4][5][6]=133613766L   ;fs[5][5][6]=3184461423L   ;fs[6][5][6]=55197331332L   ;
fs[1][6][6]=924L  ;fs[2][6][6]=226512L  ;fs[3][6][6]=24293412L  ;fs[4][6][6]=1447482465L  ;fs[5][6][6]=55197331332L  ;fs[6][6][6]=1478619421136L  ;

就这样,这题就完美解决了!

堆放木块C++实现,古老的榕树,5-wow.com

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