世界杯座位选择顺序总数

1. 问题

如果世界杯观看台上有n个座位,游客们来到这里自由占位。普通情况下,一个游客首先考虑的座位肯定是两边都没人的座位。其次考虑的是一边没人的座位。最后没得考虑,仅仅能随便选一张两边都是人的座位。 如果有n个游客依次到场占位,每一个人都是依照上述规则选择自己的位子。求这n个游客占位的可能顺序有多少种?

输入描写叙述: 有多组測试数据。每组測试数据包含一个正整数n(0<n<1000000)。

输出描写叙述:对于每组数据。因为答案可能会非常大,所以输出:答案%1000000007

2. 分析

须要注意的是:观众来的顺序是固定的,场地是环形的。

分析:第一批(前几位)观众肯定选择两边没有人的位置,第二批(接下来)的观众肯定选择一边没有人的,第三批(最后)仅仅能选择两边都有人的座位。因此我们能够按批次安排这n个人。即先安排第一批。再安排第二批。最后安排第三批。

定义:当座位为{有人、无人、无人、有人}时。称这四个座位为TB模块。每一个TB模块间隔2个空座位。n为座位数。tb为TB模块个数。interval为间隔个数。

第一批:第一批观众入座之后需保证剩下的全部空座位至少一边有人。

第二批:安排仅仅有一边没有人的座位。易得这样座位的个数与TB模块个数m的两倍同样,则共同拥有2m*m!种顺序。

第三批:安排两边均有人的c个座位。

显然共同拥有c!种顺序。

我们依照TB模块的个数分情况讨论,则对于每种情况共同拥有:pi=(n*Cintervaltb*(interval-1)!)*(2tb*tb!)*((n-interval-tb)!)种情况顺序。当中(n*Cintervaltb*(interval-1)!)为第一批。(2tb*tb!)为第二批,((n-interval-tb)!)为第三批。对于第一批来说共同拥有interval个间隔,当中tb个TB模块。因此共同拥有Cintervaltb种座位间隔安排方式,第一个人已经选定位置,因此其它(interval-1)个人共同拥有(interval-1)。种顺序,因此第一批共同拥有n*Cintervaltb*(interval-1)!种顺序。对于第二批共同拥有tb个TB模块,则共同拥有2tb种安排顺序,tb个人共同拥有tb!个顺序。因此共同拥有2tb*tb!种顺序。

剩余的第三批共同拥有n-interval-tb个座位,因此共同拥有(n-interval-tb)!种顺序。

全部情况顺序数之和即为终于结果。易得当n为奇数时。tb最小值为1;反之,tb最小值为0。

例1:如果有8个座位,

(1) 情况一:不存在TB模块。第一个人共同拥有8种选择。当第一个人选定后,其他3个座位也固定下来(如:第一个人选择位置1,则另外三个座位肯定是3, 5, 7)。而接下来的这三个人能够有3!种顺序。

因此,可得第一批人第一种情况共8*C40*3!

种顺序。不存在TB模块即不存在第二批安排。

最后须要安排的第三批座位数为4,共同拥有4!种顺序。由上可得情况一共同拥有p1=8*3!*4!种顺序。

(2) 情况二:存在2个TB模块。

简单分析可得不存在一个TB模块的情况。

此时间隔数为(8-3*2)/2+2=3个。即一个间隔为1,2个间隔为2。当第一个人固定后。间隔共同拥有C32种分配方案,则该种情况共同拥有8*C32*2!种情况。易得安排第二批人共同拥有22*2。种顺序,第三批人共同拥有3!种顺序。则情况二共同拥有p2=(8*C32*2!)*(22*2!)*(3!)种顺序。

(3) 情况三:存在4个TB模块。

显然对于8不可能,因此第一批人分情况处理完毕。

综上,当座位数为8时共同拥有p1+p2种顺序。

注意:上述中每种情况均添加两个TB模块,直到达到TB模块的上界。则执行终止。

例2:如果有9个座位,

情况一:存在1个TB模块。间隔个数为(9-3*1)/2+1=4个,即3个间隔座位数为1,1个间隔座位数2。当第一个人选定后间隔共同拥有C41种分配方案。则该种共同拥有9*C41*3!种顺序。显然安排第二批人共同拥有21*1!

种情况,第三批人共同拥有4!种顺序。

则情况一共同拥有p3=(9*C41*3!)*(21*1!)*(4!)种顺序。

情况二:存在3个TB模块。

间隔个数为(9-3*3)/2+3=3个,即0个间隔座位为1。3个间隔座位数为2。

当第一个人选定后间隔共同拥有C33种分配方案,则第一批共同拥有9*C33*2!中顺序。易得,第二批人共同拥有23*3。种顺序。第三批人共同拥有3!

种顺序。

则情况二共同拥有p4=(9*C33*2!)*(23*3!)*(3!)种顺序。

情况三:显然不存在5个TB模块。

执行终止。

综上,当座位数为9时共同拥有p=p3+p4种顺序。

由例1与例2可得,当座位数为奇数与偶数时,情况不同。同样的是每种情况递增2个TB模块。

3. 实现

n为座位数。tb为TB模块个数。interval为间隔个数。num为全部观众的顺序。则对于每一种情况均有pi=(n*Cintervaltb*(interval-1)!)*(2tb*tb!)*((n-interval-tb)!)。

伪代码:

input: n

output: num

num = 0;

if n is odd

     tb = 1;

else

    tb = 0;

interval = (n-3*tb)/2 + tb;

while n ≥ 3*tb

       p=(n*Cintervaltb*(interval-1)!)*(2tb*tb!)*((n-interval-tb)!);

       num += p;

       tb += 2;

      interval--;

 return num;

4. 遗留问题

当仅仅需保留余数时,阶乘的余数能够在每次相乘之前取余。即(a*b)%c =((a%c)*(b%c))%c。但Cmn%c怎样求解?坐等高人指点迷津……

原文地址:https://www.cnblogs.com/brucemengbm/p/6782797.html