在C++中查詢第n個厄米特數


在這個問題中,我們給定一個整數N。我們的任務是建立一個程式來查詢第n個厄米特數。

厄米特數是在引數為0時的厄米特多項式的值。

Nth hermite Number is HN = (-2) * (N - 1) * H(N-2)
The base values are H0 = 1 and H0 = 0.

厄米特數列為:-1, 0, -2, 0, 12, 0, -120, 0, 1680, 0…

讓我們舉個例子來理解這個問題:

輸入

N = 7

輸出

0

輸入

N = 6

輸出

-120

解決方案

解決這個問題的一個簡單方法是使用厄米特數的公式。透過遞迴,我們可以找到第N項。

程式演示了我們解決方案的工作原理:

示例

線上演示

#include <iostream>
using namespace std;
int calcNHermiteNumber(int N) {
   if (N == 0)
      return 1;
   if (N % 2 == 1)
      return 0;
   else
      return -2 * (N - 1) * calcNHermiteNumber(N - 2);
}
int main() {
   int N = 10;
   cout<<"The "<<N<<"th hermite Number is "<<calcNHermiteNumber(N);
   return 0;
}

輸出

The 10th hermite Number is -30240

高效方法

解決這個問題的高效方法是使用公式。我們可以使用遞迴公式推匯出一般公式。

這裡,如果N的值是奇數,則厄米特數為0。

如果N的值是偶數,則其值由公式定義:

HN = ( (-1)(N/2)) * ( 2(N/2) ) * (N-1)!!

(N-1)!! 是半階乘,計算方法為 (n-1)*(n-3)*...*3*1。

程式演示了我們解決方案的工作原理:

示例

線上演示

#include <iostream>
#include <math.h>
using namespace std;
int calcSemiFact(int n) {
   int factVal = 1;
   for (int i = 1; i <= n; i = i + 2) {
      factVal *= i;
   }
   return factVal;
}
int calcNHermiteNumber(int n) {
   if (n % 2 == 1)
      return 0;
   int HermiteNumber = (pow(2, n / 2)) * calcSemiFact(n - 1);
   if ((n / 2) % 2 == 1)
      HermiteNumber *= -1;
   return HermiteNumber;
}
int main() {
   int N = 10;
   cout<<"The "<<N<<"th hermite Number is "<<calcNHermiteNumber(N);
   return 0;
}

輸出

The 10th hermite Number is -30240

更新於:2021年3月13日

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