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为了解决这个问题,我们需要计算给定火车数量的所有可能排列方式,使得所有火车都能及时准点离开铁路系统。这个问题可以通过计算卡特兰数的前n项和来解决。
卡特兰数常用于解决类似的问题,如括号匹配、路径问题等。对于这个问题,我们需要计算卡特兰数的前n项和。卡特兰数的递推公式是:[ h(n) = \frac{(4n-2)}{(n+1)} \times h(n-1) ]其中,初始条件为 ( h(0) = 1 ) 和 ( h(1) = 1 )。
我们将使用动态规划来计算卡特兰数的前n项和。具体步骤如下:
import sysdef compute_catalan_sum(n): if n == 0: return 1 h = [0] * (n + 1) h[0] = 1 if n >= 1: h[1] = 1 for i in range(2, n + 1): h[i] = ((4 * i - 2) * h[i - 1]) // (i + 1) total = sum(h) return totaldef main(): for line in sys.stdin: line = line.strip() if not line: continue N = int(line) print(compute_catalan_sum(N))if __name__ == "__main__": main()
compute_catalan_sum 函数用于计算卡特兰数的前n项和。初始化一个数组 h 存储卡特兰数值,并使用递推公式计算每个值。main 函数读取输入,处理每个测试用例,调用 compute_catalan_sum 计算并输出结果。该方法通过动态规划高效地计算了卡特兰数的前n项和,确保了结果的正确性和效率。
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