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논문

nCr을 구하는 함수를 만들자. (점화식)

by JaeSoo posted Aug 10, 2012
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먼저 순열(permutation)과 조합(combination)에 대해 알아보자

 

 

 

순열 : 서로다른 n개 중 r개를 택하여 순서대로 나열하는 방법의 수 (표시 : nPr)

 

         n (n-1) (n-2) ..... (n-r+1)  : 10P3 이면 10x9x8                 즉 10! / 7! 이 되고,

                                                12P5 이면 12x11x10x9x8        즉 12! / 7! 이 된다.

 

         위 식에서 분자와 분모에 (n-r)!을 곱해주면

  

                         n!  

        nPr =   (n-r)!         이 된다.

 

 

 

 

중복순열 : 서로다른 n개 중 중복을 허용하여 r개를 선택해 순서대로 나열하는 방법의 수(표시 : nr )

 

         중복을 허용하므로, 각각의 선택에 대한 확률은 n이 된다.

 

         즉   n^r  (n의 r승)

 

 

 

 

 

조합 : 서로다른 n개 중 중복을 허용하여 r개를 선택하는것.  (표시 : nCr)

        순열과 비교했을때, 순서가 없는 것이 조합이다.

 

         즉, {a, b, c}에서 2개를 선택한다고 할때

         

              nPr = {ab, ac, bc, ba, ca, cb} 총 여섯개이지만,

              nCr = {ab, ac, bc} 이렇게 세가지가 된다.

 

 

         r개를 선택하는 순열에서 순서를 무시하게 되면,

 

         서로 같은 조합은 r!개가 나온다.

 

         그러므로

 

                                            n!   

       nCr =   nPr / r! =   r!(n-r)!         이 된다.

 

 

 

 

 

자 이제 본격적으로 C언어와 만나보도록 하자

 

 

 

위의 공식대로 계산할 경우 n의 값이 커짐에 따라서

 

n! 이 크게 늘어나 오버플로우(overflow)를 유발한다.

 

         n=13 일 때, 13! = 6,227,020,800 .       (4byte unsigned int 형의 최대값은 4,294,967,296)

 

 

자 이제, nCr을 점화식을 이용하여 표현해 보면.

 

 

 

                      n-r+1 

          nCr =   r     nCr-1  ( n>0 )  

          nCr = 1                 ( n=0 )   와 같이 나타낼 수 있다.

 

 

 

자 드디어 프로그래밍이다.

 

재귀함수를 이용하여 간단하게 nCr을 표현해보자.

 

 

 

 

long combi(int n, int r){

 

        if(n<0 || r<0){                                                         // 이 부분은 main 함수 내에서 처리하게되면,

                 printf(" n과 r은 양의 정수이어야 합니다");     // 실제로 꼭 필요한 부분은 아니지만,

                 break;                                                            // 예외를 생각하면서 코딩을 하는게

        }                                                                                // 좋을거라 생각한다.

        

        if(r==1){

                return 1;

        }else{

                return ((n-r+1)/r) * combi(n, r-1);

        }

}

       

 

 

 

덧글 : 재귀함수는 비교적 간단하게 함수를 구현할수 있다.

         위의 예에서 주석부분을 제외하면 실제로 combi() 함수는

         실제로 100글자를 넘지 않는다.

         하지만, 매번마다 함수를 호출하여 메모리를 잡아먹게 되므로,

         실제  재귀구조를 이용하는데에는 신중해야할 필요가 있다

 

출처 : http://blog.naver.com/pair00/120035649468


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