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出栈序列与卡特兰数VIP免费

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栈 是 一 种 常 见 的 数 据 结 构 , 有 许 多 关 于 栈 的 问 题 , 其 中 之 一 就 是 统 计 元 素 可 能的 出 栈 序 列 。具体说, 就 是 给定 n个元 素 , 依次通过一 个栈 , 求可 能 的 出 栈 序列 的 个数 。 如果我们用直接模拟的 方法, 当 n较大时会很费时间; 例如动态规划。令 f[i,j]表示栈内有 i个元素且栈外有 j个元素还未进栈,那么以进栈还是出栈为决策就马上得到了转移方程 f[i,j]=f[i-1,j]+f[i+1,j-1]。如此一来,很多重复的计算得以免去,效率大幅提高(时间复杂度为指数级,大概为 N^2级的算法)。 另一 种 方法是 利用组合数 学求出 栈 序 列 个数 , 得到公式 下面我们来看一 种 图形化的 方法证明这个等式, 很容易理解的 。 我们把对 n个元 素 的 n次进栈 和 n次出 栈 理解为在一 个 n * n的 方格中 向右走 n次(代表进栈 ), 向上走 n次(代表出 栈 )。由于 出 栈 次数 不能 大于 进栈 次数 , 我们可 以得到这样一 个方格: 每次沿着实线走,所以,只要求出从方格左下角到右上角路径的个数即可。 我们把表格补全,考虑每一条不合法的路径,如 在这条路径上,必然有一个地方连续两次向上,即从图上蓝点处开始,而且这个点必然在如图所示的绿线上。我们以这个点为起点,把到左上角整条路经取反,也就是对称上去,得到一条新路径,但是超出了表格。我们知道,这条路径包括 n + 1 次向上和 n – 1 次向下,也就是在一个(n + 1 ) * (n - 1 )的方格中。由此我们知道,一条不合法路径必然对应一个(n + 1 ) * (n - 1 )方格中的路径。同样地,对于(n + 1 ) * (n - 1 )方格中任意一条路径,以这条路径与绿线的第一个交点为起点到方格的右上方全部取反,即可得到一个在 n * n 方格中的不合法路径。 我们通过这样的方法确定了每条不合法路径与一个(n + 1) * (n - 1)方格中路径的一一对应关系,因此,方格中不合法路径总数为C(2n, n - 1),而所有路径总数为C(2n, n),两式相减即为原组合等式。 解二: 出栈次序问题。一个栈(无穷大)的进栈序列为1,2,3,..n,有多少个不同的出栈序列? 分析:对于每一个数来说,必须进栈一次、出栈一次。我们把进栈设为状态‘1’,出栈设为状态‘0’。n个数的所有状态对应n个1 和 n个0 组成的2n位二进制数。由于等待...

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