建造2x1x1块的2 ^ N塔(基座面积2x2)有多少可能性?这必须是一个分而治之的算法,正如我目前所理解的我算出了O(2^n),但我想在多项式时间内解决这个问题。
我的主要问题是找出“征服”的部分。
有人能给我一个如何在多项式时间内解决这个问题的建议吗?
Example

最佳答案

设f(n)为从平底建造高度为n的塔的方法数,s(n)为从一半填充的底建造高度为n的塔的方法数。
然后f(n)=2f(n-1)+4s(n-1),s(n)=f(n-1)+s(n-1)。
这是因为如果你从一个平坦的底部开始,有两种方法可以完全填充底层,而不会有任何碎片向上突出,还有四种方法可以将一块放平,两块向上突出。同样地,如果你有一个半填充的底部,你可以通过添加一个平躺的部分来完成这个层,或者再添加两个竖立的部分,这一半填充上面的层。
然后,您可以将其表示为矩阵向量乘法(在ascii艺术中):

F(n) = (2 4) (F(n-1))
S(n) = (1 1) (S(n-1))

所以:
F(n) = (2 4)^n (F(0))
S(n) = (1 1)   (S(0))

由于F(0)=1和S(0)=0,您有:
F(n) = (2 4)^n (1)
S(n) = (1 1)   (0)

你可以用平方的幂运算来计算0(log n)时间内的矩阵幂。这给了你一个O(n)算法来寻找建造2^n高塔的方法。
另一种方法(分而治之)是计算建造高度为2^n的塔的方法,其中底层要么是完整的,要么是垂直填充一半,要么是水平填充一半。然后你可以通过计算将9个不同的半塔中的两个组合在一起的方法,每次将问题减半虽然计算起来比较复杂,但仍然是o(n),因为不能使用矩阵幂技巧,因为出现了一些平方项。

关于algorithm - 用2x1x1块的2x2基座构造2 ^ n高的塔的可能性,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题:https://stackoverflow.com/questions/50896879/

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