原题:
1.1 Basic Programming Model
Creative Problems
1.1.27
Estimate the number of recursive calls that would be used by the code to compute binomial(100,50).Develop a better implementation that is based on saving computed values in an array.
public static double binomial(int N, int k, double p){ if (N == 0 && k == 0) return 1.0; if (N < 0 || k < 0) return 0.0; return (1.0 - p) * binomial(N-1, k, p) + p * binomial(N-1, k-1, p);}
因为对于递归其实了解得还不算太深刻,所以乍一看到这个code还是有点懵(这和我想象中的二项分布不一样啊xxx
然后去谷歌了一下发现正好有人写了分析这道题的blog
链接在此
主要是对于这个和排列组合有关的递推式不是很了解(就是不知道),所以也看不明白这个递归的code
不过原code来算二项分布真的很灾难,N=10的时候调用次数就有2000+了,按原题给的那个100的数据我IDEA直接就3s之内跑不完了
改进方法
非递归
- 要算二项分布的话第一反应其实就是直接根据公式来,计算组合数和幂运算
- 但测试了一下发现,计算组合数需要用到阶乘,N过大算出来的阶乘会overflow,结果为0(用int和long都不可以),所以不能直接算组合数
只要进行一点小小的调整:
- 组合数写成阶乘的形式时上下是可以约分的,不需要真的算出N的阶乘(如链接中的做法)
递归
- 根据题目中给的提示“saving computed values in an array”
- 原链接中有答案
- 网站上给出的题解(递归思想的非递归写法)
/**解释:利用的思想仍旧是(n,k) = p * (n-1,k-1) + (1-p) * (n-1,k)(n,k)指N = n, k = k的情况理解:想象要在n个人里面挑k个人,假设第k个人被选中了(概率为p),那么就是(n-1,k-1)的情况,假设第k个人没有被选中(概率为1-p),那么就是(n-1,k)的情况*/public static double binomial2(int N, int k, double p) { double[][] b = new double[N+1][k+1]; // base cases // 当k为0时,都为(1-p)^i for (int i = 0; i <= N; i++) b[i][0] = Math.pow(1.0 - p, i); b[0][0] = 1.0; // recursive formula for (int i = 1; i <= N; i++) { for (int j = 1; j <= k; j++) { // (n,k) = p * (n-1,k-1) + (1-p) * (n-1,k) b[i][j] = p * b[i-1][j-1] + (1.0 - p) *b[i-1][j]; } } return b[N][k];}