在Java中实现选择符号的好方法是什么?

时间:2009-11-05 06:27:02

标签: java combinations binomial-coefficients

...最好是用Java。这就是我所拥有的:

//x choose y
public static double choose(int x, int y) {
    if (y < 0 || y > x) return 0;
    if (y == 0 || y == x) return 1;

    double answer = 1;
    for (int i = x-y+1; i <= x; i++) {
        answer = answer * i;
    }
    for (int j = y; j > 1; j--) {
        answer = answer / j;
    }
    return answer;
}

我想知道是否有更好的方法可以做到这一点?

6 个答案:

答案 0 :(得分:7)

choose(n,k) = n! / (n-k)! k!

你可以在O(k)中做这样的事情:

public static double choose(int x, int y) {
    if (y < 0 || y > x) return 0;
    if (y > x/2) {
        // choose(n,k) == choose(n,n-k), 
        // so this could save a little effort
        y = x - y;
    }

    double denominator = 1.0, numerator = 1.0;
    for (int i = 1; i <= y; i++) {
        denominator *= i;
        numerator *= (x + 1 - i);
    }
    return numerator / denominator;
}

编辑如果xy很大,如果你将答案分开,你会溢出得更慢(即对x和x的较大值是安全的)当你走的时候:

    double answer = 1.0;
    for (int i = 1; i <= y; i++) {
        answer *= (x + 1 - i);
        answer /= i;           // humor 280z80
    }
    return answer;

答案 1 :(得分:6)

老实说,你所得到的东西对我来说非常清楚。不可否认,我将返回语句放在括号中,因为这是我遵循的惯例,但除此之外,它看起来和它一样好。

我想我可能会颠倒第二个循环的顺序,这样两个循环都会升序。

正如格雷格所说,如果你需要获得大数的准确答案,你应该考虑替代数据类型。鉴于结果应始终为整数,您可能需要选择BigInteger(尽管所有除法,结果将始终为整数):

public static BigInteger choose(int x, int y) {
    if (y < 0 || y > x) 
       return BigInteger.ZERO;
    if (y == 0 || y == x) 
       return BigInteger.ONE;

    BigInteger answer = BigInteger.ONE;
    for (int i = x - y + 1; i <= x; i++) {
        answer = answer.multiply(BigInteger.valueOf(i));
    }
    for (int j = 1; j <= y; j++) {
        answer = answer.divide(BigInteger.valueOf(j));
    }
    return answer;
}

答案 2 :(得分:6)

您正在处理的数字将变得非常大,并且会迅速超过double值的精确度,从而给您出乎意料的错误结果。出于这个原因,您可能需要考虑一个任意精度的解决方案,例如使用java.math.BigInteger,这不会遇到这个问题。

答案 3 :(得分:1)

我在C#中对此进行了编码,但我尝试尽可能使其适用于Java。

来自其中一些来源,加上我的一些小事。

代码:

public static long BinomialCoefficient(long n, long k)
{
    if (n / 2 < k)
        return BinomialCoefficient(n, n - k);

    if (k > n)
        return 0;

    if (k == 0)
        return 1;

    long result = n;
    for (long d = 2; d <= k; d++)
    {
        long gcd = (long)BigInteger.GreatestCommonDivisor(d, n);
        result *= (n / gcd);
        result /= (d / gcd);
        n++;
    }

    return result;
}

答案 4 :(得分:1)

  

N!/((R 1)(N-R)!)

使用此(伪代码)

if (R>N) return 0;

long r = max(R, N-r)+1;
if (R==N) return 1;

for (long m = r+1, long d = 2; m <= N; m++, d++ ) {
    r *= m;
    r /= d;
}
return r;

答案 5 :(得分:0)

此版本不需要BigInteger或浮点运算,并且对于小于62的所有n都没有溢出错误.62超过28是导致溢出的第一对。

public static long nChooseK(int n, int k) {
    k = Math.min(k, n - k);

    if (n < 0 || k < 0)
        throw new IllegalArgumentException();

    if (k == 0)
        return 1;

    long value = n--;

    for (int i = 2; i <= k; i++) {
        value = Math.multiplyExact(value, n--);
        value /= i;
    }

    return value;
}

以下测试证明这是真的:

@Test
void nChooseKLongVsBigInt() {
    for (int n = 0; n < 62; n++) {
        for (int k = 0; k <= n; k++) {
            assertEquals(nChooseKBigInt(n, k), BigInteger.valueOf(nChooseK(n, k)));
        }
    }
}

private BigInteger nChooseKBigInt(int n, int k) {
    return factorial(n).divide(factorial(k).multiply(factorial(n - k)));
}

private BigInteger factorial(int number) {
    BigInteger result = BigInteger.ONE;

    for (int factor = 2; factor <= number; factor++) {
        result = result.multiply(BigInteger.valueOf(factor));
    }

    return result;
}