循环队列与杨辉三角

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在昨天我说过,杨辉三角可以用栈的结构来做,那么先拓展一下杨辉三角吧:

杨辉三角,是二项式系数在三角形中的一种几何排列,中国南宋数学家杨辉1261年所著的《详解九章算法》一书中出现。在欧洲,帕斯卡(1623----1662)在1654年发现这一规律,所以这个表又叫做帕斯卡三角形。帕斯卡的发现比杨辉要迟393年,比贾宪迟600年。
简单地说,杨辉三角是(x+1)的n次方的展开式的系数

image.png 特别的:
每个数等于它上方两数之和。
每行数字左右对称,由1开始逐渐变大。
第n行的数字有n项。
前n行共[(1+n)n]/2 个数。
第n行的m个数可表示为 C(n-1,m-1),即为从n-1个不同元素中取m-1个元素的组合数。
第n行的第m个数和第n-m+1个数相等 ,为组合数性质之一。
每个数字等于上一行的左右两个数字之和。可用此性质写出整个杨辉三角。即第n+1行的第i个数等于第n行的第i-1个数和第i个数之和,这也是组合数的性质之一。即 C(n+1,i)=C(n,i)+C(n,i-1)。
(a+b)n的展开式中的各项系数依次对应杨辉三角的第(n+1)行中的每一项。
将第2n+1行第1个数,跟第2n+2行第3个数、第2n+3行第5个数……连成一线,这些数的和是第4n+1个斐波那契数;将第2n行第2个数(n>1),跟第2n-1行第4个数、第2n-2行第6个数……这些数之和是第4n-2个斐波那契数。
将第n行的数字分别乘以10^(m-1),其中m为该数所在的列,再将各项相加的和为11^(n-1)。11^0=1,11^1=1x10^0+1×10^1=11,11^2=1×10^0+2x10^1+1x10^2=121,11^3=1x10^0+3×10^1+3x10^2+1x10^3=1331,11^4=1x10^0+4x10^1+6x10^2+4x10^3+1x10^4=14641,11^5=1x10^0+5x10^1+10x10^2+10x10^3+5x10^4+1×10^5=161051。
第n行数字的和为2^(n-1)。1=2^(1-1),1+1=2^(2-1),1+2+1=2^(3-1),1+3+3+1=2^(4-1),1+4+6+4+1=2^(5-1),1+5+10+10+5+1=2^(6-1)。
斜线上数字的和等于其向左(从左上方到右下方的斜线)或向右拐弯(从右上方到左下方的斜线),拐角上的数字。1+1=2,1+1+1=3,1+1+1+1=4,1+2=3,1+2+3=6,1+2+3+4=10,1+3=4,1+3+6=10,1+4=5。
将各行数字左对齐,其右上到左下对角线数字的和等于斐波那契数列的数字。1,1,1+1=2,2+1=3,1+3+1=5,3+4+1=8,1+6+5+1=13,4+10+6+1=21,1+10+15+7+1=34,5+20+21+8+1=55。

代码核心:
先入栈0 1,然后每出栈一个数,若是0,则空行,并且使line++,再让0入栈,若不为0,则入栈temp+队头元素,依次循环

代码如下:

头文件: ​

#pragma once
#include<iostream>
using namespace std;
#define MAXSIZE 100
//循环队列类
class CyclicQ {
private:
	int* data;//数组
	int front;//队头指针
	int rear;//队尾指针
public:
	//初始化
	void Init() {
		data = new int[MAXSIZE];
		front = rear = 0;
	}
	//求当前队列长度
	int Getlen() {
		return (rear - front + MAXSIZE) % MAXSIZE;
	}
	//输出
	void Output() {
		int len = Getlen();
		cout << "队列长度:" << len << endl;
		if (len > 0) {
			cout << "队列内容:" << endl;
			int index = (front + 1) % MAXSIZE;//指向第一个元素
			for (int i = 0; i < len; i++) {
				cout << data[index] << "|";
				index = (index + 1) % MAXSIZE;
			}
			cout << endl;
		}
	}
	//入队
	void EnQueue(int value) {
		rear = (rear + 1) % MAXSIZE;
		data[rear] = value;
	}
	//出队
	int DeQueue() {
		front = (front + 1) % MAXSIZE;
		return data[front];
	}
	//判空
	bool isEmpty() {
		return(front == rear) ? true : false;
	}
	//判满
	bool isFull() {
		return (front == ((rear + 1) % MAXSIZE)) ? true : false;
	}
	//销毁
	void Destroy() {
		delete[]data;
	}
	//取队头元素
	int GetTop() {
		int temp = (front + 1) % MAXSIZE;
		return data[temp];
	}
};

​ main函数: ​

#include<iostream>
#include"杨辉三角(严严).h";
using namespace std;
int main()
{
	//杨辉三角的输出
	CyclicQ yh;
	yh.Init();

	int number;
	cout << "请输入一个大于0的整数";
	cin >> number;

	int line = 0;//输出的行数
	int temp = 0;//存储出队列的元素
	//先入队列0 和 1
	yh.EnQueue(0);
	yh.EnQueue(1);
	while (!yh.isEmpty()) {//队列非空
		temp = yh.DeQueue();//出队列
		if (0 == temp) {
			line++;
			if(line == number + 1) {
				break;
			}
			cout << endl;
			yh.EnQueue(0);
		}
		else {
			cout << temp << " ";
		}
		yh.EnQueue(temp + yh.GetTop());
	}
	cout << endl;
	system("pause");
}