📅  最后修改于: 2023-12-03 15:07:03.109000             🧑  作者: Mango
为解决生成元素为正整数且总和为 K 的大小为 N 的数组的数量的问题,我们可以使用递归的方法进行求解。
首先,定义一个函数 countArrays(n, k)
,表示生成元素为正整数、大小为 n、总和为 k 的数组的数量。
当数组大小为 1 时,只有当 k 为 1 时才符合条件,此时 countArrays(n, k)
的返回值应该为 1。
当数组大小大于 1 时,我们需要讨论第一个元素的取值。由于元素为正整数,第一个元素的取值范围应该是 [1, k-n+1]。当第一个元素取值为 i 时,剩余元素的大小为 n-1,总和为 k-i。此时我们可以递归地调用 countArrays(n-1, k-i)
,并将所有结果相加,最终得到 countArrays(n, k)
的返回值。
因此,可以得到以下代码实现:
def countArrays(n, k):
if n == 1:
return 1
ans = 0
for i in range(1, k-n+2):
ans += countArrays(n-1, k-i)
return ans
然而,由于存在大量重复计算,上述算法的时间复杂度为 O((k-n+1)^n),效率较低。为了进一步优化算法,我们可以使用动态规划的思想,利用一个二维数组 dp
来存储计算结果,避免重复计算,降低时间复杂度。
具体实现方式为,将 dp[i][j]
定义为生成元素为正整数、大小为 i、总和为 j 的数组的数量。当 i=1 时,有 dp[1][j]=1
;当 i>1 时,有 dp[i][j]=dp[i-1][j-1]+dp[i-1][j-2]+...+dp[i-1][j-i+1]
。最终的结果即为 dp[n][k]
。
得到以下代码实现:
def countArrays(n, k):
dp = [[0] * (k+1) for _ in range(n+1)]
for j in range(1, k+1):
dp[1][j] = 1
for i in range(2, n+1):
for j in range(i, k+1):
for x in range(1, i):
dp[i][j] += dp[i-1][j-x]
return dp[n][k]
以上算法的时间复杂度为 O(n^2k),空间复杂度为 O(nk)。