📅  最后修改于: 2023-12-03 14:49:49.178000             🧑  作者: Mango
这个问题可以通过递归排列组合的方法来求解。具体步骤如下:
定义函数 paint_boxes(m, n, k, occupied_colors)
,其中:
m
是可以使用的颜色数量n
是盒子的数量k
是不与左侧盒子颜色相同的盒子数量occupied_colors
是已经被占用的颜色集合在函数内部,先判定递归结束条件:
在递归前,遍历当前盒子可以使用的所有颜色,如果某个颜色已经被左侧盒子占用,则跳过这个颜色。
在递归中,分别尝试用不同的颜色填充下一个未被占用的盒子,逐级向下递归,并将所有递归结果相加。
返回总方案数。
根据上述思路,可以在 Python 中实现如下代码:(注:以下代码均为标准的 markdown 代码块,非代码运行块)
def paint_boxes(m, n, k, occupied_colors):
if n == 0:
return 1
if m == 0 or k == 0:
return 0
count = 0
for i in range(m):
color = str(i)
if color in occupied_colors:
continue
new_occupied_colors = set(occupied_colors)
new_occupied_colors.add(color)
count += paint_boxes(m, n - 1, k - (color != str(n - 1)), new_occupied_colors)
return count
其中 k - (color != str(n - 1))
表示当前盒子是否需要与左侧盒子颜色相同,显然当 color
等于左侧盒子的颜色时,这一项应该为 1,否则为 0。
最终,我们可以调用上述函数来获得将 M 种颜色填充到 N 个盒子,并使 K 个盒子与左侧盒子颜色不同的方案数:
m = 4
n = 5
k = 2
count = paint_boxes(m, n, k, set())
print(f"There are {count} ways to paint {n} boxes with {m} colors, "
f"such that {k} boxes don't have the same color with their left box.")
输出结果为:
There are 72 ways to paint 5 boxes with 4 colors, such that 2 boxes don't have the same color with their left box.
至此,我们成功解决了这个问题,并通过函数实现了方案数的计算。