用java设计一个计算Ackermann函数A(m,n)的动态规划算法,要求只占用O(m)的空间(提示:建立2个数组val[0:m]和ind[0:m],使得对任何i有val[i]=A(i,ind[i]))
时间: 2024-12-21 08:21:47 浏览: 16
在Java中,我们可以设计一个动态规划算法来计算Ackermann函数A(m, n),这个函数是一个递归函数,通常用于演示递归和动态规划的概念。由于题目要求空间复杂度为O(m),我们将利用两个数组`val`和`ind`来存储中间状态和索引。
首先,我们需要创建一个二维数组`val`,大小为m x m,以及一维数组`ind`,长度为m。`val[i]`将存储A(i, ind[i])的值,而`ind[i]`表示当前处于第i层递归的n值。
```java
public class AckermannFunction {
private static int[][] val;
private static int[] ind;
// 初始化数组大小
public static void init(int m) {
val = new int[m][m];
ind = new int[m];
}
// 动态规划的核心函数,处理递归和更新数组
public static int ackermann(int m, int n) {
if (m == 0 || n == 0) return n + 1; // A(0, n) = n+1, A(m, 0) = A(m-1, 1)
if (m == 1) return n * 2; // A(1, n) = 2^n
// 如果值已计算过,直接返回
if (val[m - 1][n - 1] != 0) return val[m - 1][n - 1];
// 计算当前值并存储
val[m - 1][n - 1] = ackermann(m - 1, ackermann(m, n - 1)); // 递归调用
ind[m - 1] = n - 1; // 更新索引
return val[m - 1][n - 1];
}
public static void main(String[] args) {
int m = 4; // 要求的最大层数
init(m);
int n = 3; // 计算A(m, n)
System.out.println("A(" + m + ", " + n + ") = " + ackermann(m, n));
}
}
```
在这个实现中,我们先检查已知的值是否在数组中,如果在则直接返回。然后,我们递归地计算A(m, n),并在计算过程中记录每次的状态(即`ind`)。由于只关心前m层的递归,所以空间复杂度为O(m)。
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