《洛谷深入浅出》斯特林数

斯特林数被分为三种,但我们这只介绍两种。即第一类斯特林数,和第二类斯特拉数。

第一类斯特林数指的是:

将n个不同元素,变成m个圆排列的方案数量。第一类斯特林数,分为有符号和无符号。通常我们只研究无符号斯特林数:s_{s}(n,m)

1,递推求第一类斯特林数:

我们用dp的思路来研究第n个元素,对于第n个元素而言,要变成m个圆排列,有两种情况。

第一种:第n个元素自己成为一个圆排列,那么也就是前n-1个元素组成m-1个圆排列。

方案数为:s_{s}(n-1,m-1)

第二种情况:第n个元素没有新开一个圆排列,而是加入了前面的数的圆排列。也就是前面n-1个数字,构成了m个圆排列。s_{s}(n-1,m).

又由于,对于任意一个圆排列而言,一个数插入进去,有多少种插法?

假如一个圆排列有k个元素,那么插法就是k种(插在每两个数字之间)

假如现在有2个圆排列,分别有k,t个元素,现在要插入一个新元素,那么请问,会产生多少种不同的圆排列?

如果插入第一个圆排列中,那么有k种圆排列。

如果插入第二个圆排列中,有t种圆排列。

由加法原则:会产生k+t种圆排列。

推广到多个圆排列,我们可以发现,有多少个元素组成,就有多少个不同的圆排列。

所以第二种情况,第n个元素插入到前面的圆排列中,会产生n-1种圆排列。

所以答案数为:(n-1)*s_{s}(n-1,m)

所以递推式子就是:s_{s}(n,m)=s_{s}(n-1,m-1)+(n-1)*s_{s}(n-1,m)

第二类斯特林数:

记作S(n,m)

表示将n个元素拆分到m个有序集合中的方案数。

还是想递推的方法:

先假设集合都是相同的。

对于第n个元素:它可以有两种拆分方法。第一种是单独放入一个集合中。

也就是说,前面n-1个元素要被放在m-1个盒子中。即S(n,m)=S(n-1,m-1)

第二种情况是和前面的数放在一起,也就是说,前n-1个数,要被放在m个集合里。即S(n-1,m),

又因为,第n个数可以放m个盒子,所以由乘法原理:m*S(n-1,m)

那么有递推式:S(n,m)=S(n-1,m-1)+m*S(n-1,m)

最后别忘记了集合是有序的,所以对集合进行排列有: m!

答案就是:m!*S(n,m)

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