Catalan Number 卡特兰数

时间:2023-03-09 04:25:12
Catalan Number 卡特兰数

内容部分来自以下博客:

Cyberspace_TechNode

邀月独斟

一个大叔

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Catalan数的引入:

  1. 一个长度为2N的序列,里面有N个+1,N个-1 它的任意前缀和均非负,给定N,求有多少个这样的序列
  2. 2n个人排队买票,其中n个人持50元,n个人持100元。每张票50元,且一人只买一张票。初始时售票处没有零钱找零。请问这2n个人一共有多少种排队顺序,不至于使售票处找不开钱

  可以发现这两个问题的本质是一样的(括号匹配问题),它们的答案都是卡特兰数

  定义:令h(0)=1,h(1)=1,Catalan数满足递归式:h(n) = h(0)*h(n-1) + h(1)*h(n-2) + ... + h(n-1)*h(0)  (n>=2)

  当然卡特兰数的表示形式很多:

  另类递推式:h(n)=h(n-1)*(4*n-2)/(n+1)

 递推关系的解为:h(n)=C(2n,n)/(n+1) (n=0,1,2,...)   
 递推关系的另类解为:h(n)=c(2n,n)-c(2n,n-1)(n=0,1,2,...)  ---> 对应多重集合的排列

可以解决的问题:(待续...)

  1. 入栈出栈问题
  2. 矩阵连乘问题
  3. 街区对角线问题
  4. 圆上点对互连问题
  5. 多边形划分问题
  6. 二叉树构造问题
  7. n层阶梯切割问题
  8. 填数问题/照相排队问题
  9. ...