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poj3219--二項式系數--組合數的奇偶性

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Description

二項式系數C(n, k)因它在組合數學中的重要性而被廣泛地研究。二項式系數可以如下遞歸的定義:

C(1, 0) = C(1, 1) = 1;
C(n, 0) = 1對於所有n > 0;
C(n, k) = C(n ? 1, k ? 1) + C(n ? 1, k)對於所有0 < kn

給出nk,你要確定C(n, k)的奇偶性。

Input

輸入包含多組測試數據。每組測試數據一對整數nk(0 ≤ kn < 231),占據獨立一行。

文件結束符(EOF)表示輸入結束。

Output

對每組測試數據,輸出一行,包含一個“0” 或一個“1

”,即C(n, k)除以2的余數。

Sample Input

1 1
1 0
2 1

Sample Output

1
1
0

題解:

  對於C(n,k),若n&k == k 則c(n,k)為奇數,否則為偶數。

  證明轉載自:http://wenda.tianya.cn/question/6a073ef33b8fdffa

技術分享
 1 #include<iostream>
 2 using namespace std;
 3 int main()
 4 {
 5     int n,k;
 6     while(cin>>n>>k)
 7     {
 8         if
((n&k)==k) 9 cout<<1<<endl; 10 else 11 cout<<0<<endl; 12 } 13 return 0; 14 }
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  證明:
  利用數學歸納法:
  由C(n,k) = C(n,k-1) + C(n-1,k-1);
  對應於楊輝三角:
  1
  1 2 1
  1 3 3 1
  1 4 6 4 1
  ………………
  可以驗證前面幾層及k = 0時滿足結論,下面證明在C(n-1,k)和C(n-1,k-1) (k &gt; 0) 滿足結論的情況下,
  C(n,k)滿足結論。
  1).假設C(n-1,k)和C(n-1,k-1)為奇數:
  則有:(n-1)&k == k;


  (n-1)&(k-1) == k-1;
  由於k和k-1的最後一位(在這裏的位指的是二進制的位,下同)必然是不同的,所以n-1的最後一位必然是1
  。
  現假設n&k == k。
  則同樣因為n-1和n的最後一位不同推出k的最後一位是1。
  因為n-1的最後一位是1,則n的最後一位是0,所以n&k != k,與假設矛盾。
  所以得n&k != k
  2).假設C(n-1,k)和C(n-1,k-1)為偶數:
  則有:(n-1)&k != k;
  (n-1)&(k-1) != k-1;
  現假設n&k == k.
  則對於k最後一位為1的情況:
  此時n最後一位也為1,所以有(n-1)&(k-1) == k-1,與假設矛盾。
  而對於k最後一位為0的情況:
  則k的末尾必有一部分形如:10; 代表任意個0。
  相應的,n對應的部分為: 1{*}*; *代表0或1。
  而若n對應的{*}*中只要有一個為1,則(n-1)&k == k成立,所以n對應部分也應該是10。
  則相應的,k-1和n-1的末尾部分均為01,所以(n-1)&(k-1) == k-1 成立,與假設矛盾。
  所以得n&k != k。
  由1)和2)得出當C(n,k)是偶數時,n&k != k。
  3).假設C(n-1,k)為奇數而C(n-1,k-1)為偶數:
  則有:(n-1)&k == k;
  (n-1)&(k-1) != k-1;
  顯然,k的最後一位只能是0,否則由(n-1)&k == k即可推出(n-1)&(k-1) == k-1。
  所以k的末尾必有一部分形如:10;
  相應的,n-1的對應部分為: 1{*}*;
  相應的,k-1的對應部分為: 01;
  則若要使得(n-1)&(k-1) != k-1 則要求n-1對應的{*}*中至少有一個是0.
  所以n的對應部分也就為 : 1{*}*; (不會因為進位變1為0)
  所以 n&k = k。
  4).假設C(n-1,k)為偶數而C(n-1,k-1)為奇數:
  則有:(n-1)&k != k;
  (n-1)&(k-1) == k-1;
  分兩種情況:
  當k-1的最後一位為0時:
  則k-1的末尾必有一部分形如: 10;
  相應的,k的對應部分為 : 11;
  相應的,n-1的對應部分為 : 1{*}0; (若為1{*}1,則(n-1)&k == k)
  相應的,n的對應部分為 : 1{*}1;
  所以n&k = k。
  當k-1的最後一位為1時:
  則k-1的末尾必有一部分形如: 01; (前面的0可以是附加上去的)
  相應的,k的對應部分為 : 10;
  相應的,n-1的對應部分為 : 01; (若為11,則(n-1)&k == k)
  相應的,n的對應部分為 : 10;
  所以n&k = k。
  由3),4)得出當C(n,k)為奇數時,n&k = k。
  綜上,結論得證!

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