《剑指offer》第六十题：n个骰子的点数

// 面试题60：n个骰子的点数
// 题目：把n个骰子扔在地上，所有骰子朝上一面的点数之和为s。输入n，打印出s
// 的所有可能的值出现的概率。

#include <cstdio>
#include <math.h>

int g_maxValue = 6;

// ====================方法一====================
void Probability(int current, int sum, int* pProbabilities);

void PrintProbability_Solution1(int number)
{
    if (number < 1)
        return;

    int maxSum = number * g_maxValue; //n个骰子的最大点数
    //注意此时 + 1是因为数组从0计数
    int* pProbabilities = new int[maxSum + 1];  //存放点数和s的出现次数
    for (int i = number; i <= maxSum; ++i)  //为了直观,数组的[0~number-1]没有用
        pProbabilities[i] = 0;

    for (int i = 1; i <= g_maxValue; ++i)  //第一个骰子, i指该骰子的点数
        Probability(number, i, pProbabilities);

    int total = pow((double)g_maxValue, number); //点数所有可能总数
    for (int i = number; i <= maxSum; ++i)
    {
        double ratio = (double)pProbabilities[i] / total;
        printf("%d: %e\n", i, ratio);
    }

    delete[] pProbabilities;
}

void Probability(int current, int sum, int* pProbabilities) //更新current个骰子点数和
{
    if (current == 1) 
        pProbabilities[sum]++;
    else
    {
        //f(n,s) = f(n-1,s-1) + f(n-1,s-2) + f(n-1,s-3)
        //       + f(n-1,s-4) + f(n-1,s-5) + f(n-1,s-6)
        for (int i = 1; i <= g_maxValue; ++i)
            Probability(current - 1, i + sum, pProbabilities);  //通过i+sum传递当前点数和
    }
}

// ====================方法二====================
// 原理看懂了, 实现没咋看懂
void PrintProbability_Solution2(int number)
{
    if (number < 1)
        return;

    int* pProbabilities[2];
    pProbabilities[0] = new int[g_maxValue * number + 1];
    pProbabilities[1] = new int[g_maxValue * number + 1];
    for (int i = 0; i < g_maxValue * number + 1; ++i)
    {
        pProbabilities[0][i] = 0;
        pProbabilities[1][i] = 0;
    }

    int flag = 0;
    for (int i = 1; i <= g_maxValue; ++i)  //第一个骰子, 每个值只出现一次, 第n个数字表示和为n出现的次数
        pProbabilities[flag][i] = 1;

    for (int k = 2; k <= number; ++k)  //从第二个骰子开始
    {
        for (int i = 0; i < k; ++i)  //清空另一个数组的前k项, 以前的统计结果
            pProbabilities[1 - flag][i] = 0;

        for (int i = k; i <= g_maxValue * k; ++i)
        {
            pProbabilities[1 - flag][i] = 0;
            for (int j = 1; j <= i && j <= g_maxValue; ++j)
                pProbabilities[1 - flag][i] += pProbabilities[flag][i - j];  //前一个数组 n-1 ~ n-6之和
        }

        flag = 1 - flag;  //交换数组
    }

    double total = pow((double)g_maxValue, number);
    for (int i = number; i <= g_maxValue * number; ++i)
    {
        double ratio = (double)pProbabilities[flag][i] / total;
        printf("%d: %e\n", i, ratio);
    }

    delete[] pProbabilities[0];
    delete[] pProbabilities[1];
}

// ====================测试代码====================
void Test(int n)
{
    printf("Test for %d begins:\n", n);

    printf("Test for solution1\n");
    PrintProbability_Solution1(n);

    printf("Test for solution2\n");
    PrintProbability_Solution2(n);

    printf("\n");
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    Test(1);
    Test(2);
    Test(3);
    Test(4);

    //Test(11);

    Test(0);

    return 0;
}

测试代码

分析：第一个解法实质上是动态规划，第二个解法看不懂实现过程。

动态规划：https://blog.csdn.net/whuqin/article/details/6639187

动态规划就是分阶段考虑问题，给出变量，找出相邻阶段间的关系。具体定义给忘了。

1.现在变量有：骰子个数，点数和。当有k个骰子，点数和为n时，出现次数记为f(k,n)。那与k-1个骰子阶段之间的关系是怎样的？

2.当我有k-1个骰子时，再增加一个骰子，这个骰子的点数只可能为1、2、3、4、5或6。那k个骰子得到点数和为n的情况有：

(k-1,n-1)：第k个骰子投了点数1

(k-1,n-2)：第k个骰子投了点数2

(k-1,n-3)：第k个骰子投了点数3

....

(k-1,n-6)：第k个骰子投了点数6

在k-1个骰子的基础上，再增加一个骰子出现点数和为n的结果只有这6种情况！

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所以：f(k,n)=f(k-1,n-1)+f(k-1,n-2)+f(k-1,n-3)+f(k-1,n-4)+f(k-1,n-5)+f(k-1,n-6)

3.有1个骰子，f(1,1)=f(1,2)=f(1,3)=f(1,4)=f(1,5)=f(1,6)=1。

那代码就容易写了，递归函数，返回和为n出现的次数。所有的和出现次数总和为6^n。

《剑指offer》第六十题：n个骰子的点数

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