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📅  最后修改于: 2023-12-03 14:56:53.579000             🧑  作者: Mango

给定大小的所有子集的总和

在计算机科学中,给定大小的所有子集的总和通常指的是给定一个包含n个元素的集合,求出大小为k的所有子集的元素之和的总和。如何高效地求解这个问题是计算机科学中的一个经典问题。

算法描述

下面是一个简单的递归算法描述:

subset_sum(A, k):
    if k == 0:
        return 0
    elif len(A) == 0:
        return 0
    else:
        return subset_sum(A[1:], k) + subset_sum(A[1:], k - 1) + A[0] if len(A) >= k else 0

该算法采用分治法进行求解,将问题拆分为两个子问题:一个是包含第一个元素的子集的总和,另一个是不包含第一个元素的子集的总和。注意,当集合的大小小于k时,直接返回0即可。

算法优化

由于该算法的复杂度为O(2^n),随着集合的增大,计算时间成指数级增长。为了提高算法效率,我们可以采用动态规划。

定义一个二维数组dp[i][j],表示前i个元素中选择j个元素的所有子集的元素之和的总和。其中,dp[0][0]=0,dp[0][j]=0(j>0)。

则状态转移方程为:

dp[i][j] = dp[i-1][j-1] + dp[i-1][j] + A[i-1] (j<=i)

dp[i][j] = 0 (j>i)

其中A[i-1]表示第i个元素的值。最终结果为dp[n][k],其中n为集合的大小。

该算法的时间复杂度为O(n*k)。

参考资料
  • https://en.wikipedia.org/wiki/Subset_sum_problem
  • https://www.geeksforgeeks.org/perfect-sum-problem-print-subsets-given-sum/