你如何从给定的N个数字中测试所有可能的加法组合,使它们加起来得到给定的最终数字?

一个简单的例子:

要添加的数字集:N ={1,5,22,15,0,…} 期望结果:12345


当前回答

到目前为止,有很多解决方案,但都是生成然后过滤的形式。这意味着他们可能会在递归路径上花费大量时间,而这些递归路径不会导致解决方案。

这里的解决方案是O(size_of_array * (number_of_sum + number_of_solutions))。换句话说,它使用动态规划来避免列举永远不会匹配的可能解决方案。

为了搞笑,我让这个函数同时使用正数和负数,并让它成为一个迭代器。它适用于Python 2.3+。

def subset_sum_iter(array, target):
    sign = 1
    array = sorted(array)
    if target < 0:
        array = reversed(array)
        sign = -1
    # Checkpoint A

    last_index = {0: [-1]}
    for i in range(len(array)):
        for s in list(last_index.keys()):
            new_s = s + array[i]
            if 0 < (new_s - target) * sign:
                pass # Cannot lead to target
            elif new_s in last_index:
                last_index[new_s].append(i)
            else:
                last_index[new_s] = [i]
    # Checkpoint B

    # Now yield up the answers.
    def recur(new_target, max_i):
        for i in last_index[new_target]:
            if i == -1:
                yield [] # Empty sum.
            elif max_i <= i:
                break # Not our solution.
            else:
                for answer in recur(new_target - array[i], i):
                    answer.append(array[i])
                    yield answer

    for answer in recur(target, len(array)):
        yield answer

这里有一个例子,它与数组和目标一起使用,在其他解决方案中使用的过滤方法实际上永远不会结束。

def is_prime(n):
    for i in range(2, n):
        if 0 == n % i:
            return False
        elif n < i * i:
            return True
    if n == 2:
        return True
    else:
        return False


def primes(limit):
    n = 2
    while True:
        if is_prime(n):
            yield(n)
        n = n + 1
        if limit < n:
            break


for answer in subset_sum_iter(primes(1000), 76000):
    print(answer)

这将在2秒内打印所有522个答案。之前的方法如果能在宇宙当前的生命周期内找到答案,那就太幸运了。(整个空间有2^168 = 3.74144419156711e+50个可能的组合。那需要一段时间。)


解释 我被要求解释代码,但解释数据结构通常更能说明问题。我来解释一下数据结构。

让我们考虑subset_sum_iter([2, 2、3、3、5、5、7、7、-11、11),10)。

在检查点A,我们已经意识到我们的目标是正的,所以符号= 1。我们已经对输入进行了排序,使array =[-11, -7, -5, -3, -2, 2,3,5,7,11]。由于我们经常通过索引访问它,下面是从索引到值的映射:

0: -11
1:  -7
2:  -5
3:  -3
4:  -2
5:   2
6:   3
7:   5
8:   7
9:  11

通过检查点B,我们使用动态规划生成last_index数据结构。它包含什么?

last_index = {    
    -28: [4],
    -26: [3, 5],
    -25: [4, 6],
    -24: [5],
    -23: [2, 4, 5, 6, 7],
    -22: [6],
    -21: [3, 4, 5, 6, 7, 8],
    -20: [4, 6, 7],
    -19: [3, 5, 7, 8],
    -18: [1, 4, 5, 6, 7, 8],
    -17: [4, 5, 6, 7, 8, 9],
    -16: [2, 4, 5, 6, 7, 8],
    -15: [3, 5, 6, 7, 8, 9],
    -14: [3, 4, 5, 6, 7, 8, 9],
    -13: [4, 5, 6, 7, 8, 9],
    -12: [2, 4, 5, 6, 7, 8, 9],
    -11: [0, 5, 6, 7, 8, 9],
    -10: [3, 4, 5, 6, 7, 8, 9],
    -9: [4, 5, 6, 7, 8, 9],
    -8: [3, 5, 6, 7, 8, 9],
    -7: [1, 4, 5, 6, 7, 8, 9],
    -6: [5, 6, 7, 8, 9],
    -5: [2, 4, 5, 6, 7, 8, 9],
    -4: [6, 7, 8, 9],
    -3: [3, 5, 6, 7, 8, 9],
    -2: [4, 6, 7, 8, 9],
    -1: [5, 7, 8, 9],
    0: [-1, 5, 6, 7, 8, 9],
    1: [6, 7, 8, 9],
    2: [5, 6, 7, 8, 9],
    3: [6, 7, 8, 9],
    4: [7, 8, 9],
    5: [6, 7, 8, 9],
    6: [7, 8, 9],
    7: [7, 8, 9],
    8: [7, 8, 9],
    9: [8, 9],
    10: [7, 8, 9]
}

(旁注,它不是对称的,因为条件if 0 < (new_s - target) *符号阻止我们记录超过target的任何内容,在我们的例子中是10。)

这是什么意思?以条目10为例:[7,8,9]。这意味着我们可以得到10的最终和,最后选择的数字在索引7、8或9处。也就是说,最后选择的数字可以是5,7或11。

让我们仔细看看如果我们选择索引7会发生什么。这意味着我们以5结束。因此,在得到下标7之前,我们必须得到10-5 = 5。5的条目为5:[6,7,8,9]。所以我们可以选择指数6,也就是3。虽然我们在第7、8和9处得到了5,但在第7号下标之前我们没有得到5。所以倒数第二个选项是指数6处的3。

现在我们要在下标6之前得到5-3 = 2。条目2是:2:[5,6,7,8,9]。同样,我们只关心下标5的答案因为其他的都发生得太晚了。所以倒数第三个选项是指数5处的2。

最后我们要在下标5之前得到2-2 = 0。条目0表示:0:[- 1,5,6,7,8,9]。同样,我们只关心-1。但是-1不是下标实际上我用它来表示我们已经完成了选择。

我们求出了2+3+5 = 10的解。这是我们打印出来的第一个解。

现在我们来看递归子函数。因为它是在main函数内部定义的,所以它可以看到last_index。

首先要注意的是,它调用的是yield,而不是return。这使它成为一个发电机。当你调用它时,你会返回一个特殊类型的迭代器。当你循环遍历那个迭代器时,你会得到一个它能产生的所有东西的列表。但你是在生成它们时得到它们的。如果它是一个很长的列表,你不把它放在内存中。(有点重要,因为我们可以得到一个很长的列表。)

recur(new_target, max_i)将产生的结果是你可以用数组中最大索引为max_i的元素求和为new_target的所有方法。这就是它的答案:“我们必须在索引max_i+1之前到达new_target。”当然,它是递归的。

因此,recur(target, len(array))是所有使用任意索引到达目标的解。这就是我们想要的。

其他回答

到目前为止,有很多解决方案,但都是生成然后过滤的形式。这意味着他们可能会在递归路径上花费大量时间,而这些递归路径不会导致解决方案。

这里的解决方案是O(size_of_array * (number_of_sum + number_of_solutions))。换句话说,它使用动态规划来避免列举永远不会匹配的可能解决方案。

为了搞笑,我让这个函数同时使用正数和负数,并让它成为一个迭代器。它适用于Python 2.3+。

def subset_sum_iter(array, target):
    sign = 1
    array = sorted(array)
    if target < 0:
        array = reversed(array)
        sign = -1
    # Checkpoint A

    last_index = {0: [-1]}
    for i in range(len(array)):
        for s in list(last_index.keys()):
            new_s = s + array[i]
            if 0 < (new_s - target) * sign:
                pass # Cannot lead to target
            elif new_s in last_index:
                last_index[new_s].append(i)
            else:
                last_index[new_s] = [i]
    # Checkpoint B

    # Now yield up the answers.
    def recur(new_target, max_i):
        for i in last_index[new_target]:
            if i == -1:
                yield [] # Empty sum.
            elif max_i <= i:
                break # Not our solution.
            else:
                for answer in recur(new_target - array[i], i):
                    answer.append(array[i])
                    yield answer

    for answer in recur(target, len(array)):
        yield answer

这里有一个例子,它与数组和目标一起使用,在其他解决方案中使用的过滤方法实际上永远不会结束。

def is_prime(n):
    for i in range(2, n):
        if 0 == n % i:
            return False
        elif n < i * i:
            return True
    if n == 2:
        return True
    else:
        return False


def primes(limit):
    n = 2
    while True:
        if is_prime(n):
            yield(n)
        n = n + 1
        if limit < n:
            break


for answer in subset_sum_iter(primes(1000), 76000):
    print(answer)

这将在2秒内打印所有522个答案。之前的方法如果能在宇宙当前的生命周期内找到答案,那就太幸运了。(整个空间有2^168 = 3.74144419156711e+50个可能的组合。那需要一段时间。)


解释 我被要求解释代码,但解释数据结构通常更能说明问题。我来解释一下数据结构。

让我们考虑subset_sum_iter([2, 2、3、3、5、5、7、7、-11、11),10)。

在检查点A,我们已经意识到我们的目标是正的,所以符号= 1。我们已经对输入进行了排序,使array =[-11, -7, -5, -3, -2, 2,3,5,7,11]。由于我们经常通过索引访问它,下面是从索引到值的映射:

0: -11
1:  -7
2:  -5
3:  -3
4:  -2
5:   2
6:   3
7:   5
8:   7
9:  11

通过检查点B,我们使用动态规划生成last_index数据结构。它包含什么?

last_index = {    
    -28: [4],
    -26: [3, 5],
    -25: [4, 6],
    -24: [5],
    -23: [2, 4, 5, 6, 7],
    -22: [6],
    -21: [3, 4, 5, 6, 7, 8],
    -20: [4, 6, 7],
    -19: [3, 5, 7, 8],
    -18: [1, 4, 5, 6, 7, 8],
    -17: [4, 5, 6, 7, 8, 9],
    -16: [2, 4, 5, 6, 7, 8],
    -15: [3, 5, 6, 7, 8, 9],
    -14: [3, 4, 5, 6, 7, 8, 9],
    -13: [4, 5, 6, 7, 8, 9],
    -12: [2, 4, 5, 6, 7, 8, 9],
    -11: [0, 5, 6, 7, 8, 9],
    -10: [3, 4, 5, 6, 7, 8, 9],
    -9: [4, 5, 6, 7, 8, 9],
    -8: [3, 5, 6, 7, 8, 9],
    -7: [1, 4, 5, 6, 7, 8, 9],
    -6: [5, 6, 7, 8, 9],
    -5: [2, 4, 5, 6, 7, 8, 9],
    -4: [6, 7, 8, 9],
    -3: [3, 5, 6, 7, 8, 9],
    -2: [4, 6, 7, 8, 9],
    -1: [5, 7, 8, 9],
    0: [-1, 5, 6, 7, 8, 9],
    1: [6, 7, 8, 9],
    2: [5, 6, 7, 8, 9],
    3: [6, 7, 8, 9],
    4: [7, 8, 9],
    5: [6, 7, 8, 9],
    6: [7, 8, 9],
    7: [7, 8, 9],
    8: [7, 8, 9],
    9: [8, 9],
    10: [7, 8, 9]
}

(旁注,它不是对称的,因为条件if 0 < (new_s - target) *符号阻止我们记录超过target的任何内容,在我们的例子中是10。)

这是什么意思?以条目10为例:[7,8,9]。这意味着我们可以得到10的最终和,最后选择的数字在索引7、8或9处。也就是说,最后选择的数字可以是5,7或11。

让我们仔细看看如果我们选择索引7会发生什么。这意味着我们以5结束。因此,在得到下标7之前,我们必须得到10-5 = 5。5的条目为5:[6,7,8,9]。所以我们可以选择指数6,也就是3。虽然我们在第7、8和9处得到了5,但在第7号下标之前我们没有得到5。所以倒数第二个选项是指数6处的3。

现在我们要在下标6之前得到5-3 = 2。条目2是:2:[5,6,7,8,9]。同样,我们只关心下标5的答案因为其他的都发生得太晚了。所以倒数第三个选项是指数5处的2。

最后我们要在下标5之前得到2-2 = 0。条目0表示:0:[- 1,5,6,7,8,9]。同样,我们只关心-1。但是-1不是下标实际上我用它来表示我们已经完成了选择。

我们求出了2+3+5 = 10的解。这是我们打印出来的第一个解。

现在我们来看递归子函数。因为它是在main函数内部定义的,所以它可以看到last_index。

首先要注意的是,它调用的是yield,而不是return。这使它成为一个发电机。当你调用它时,你会返回一个特殊类型的迭代器。当你循环遍历那个迭代器时,你会得到一个它能产生的所有东西的列表。但你是在生成它们时得到它们的。如果它是一个很长的列表,你不把它放在内存中。(有点重要,因为我们可以得到一个很长的列表。)

recur(new_target, max_i)将产生的结果是你可以用数组中最大索引为max_i的元素求和为new_target的所有方法。这就是它的答案:“我们必须在索引max_i+1之前到达new_target。”当然,它是递归的。

因此,recur(target, len(array))是所有使用任意索引到达目标的解。这就是我们想要的。

func sum(array : [Int]) -> Int{
    var sum = 0
    array.forEach { (item) in
        sum = item + sum
    }
    return sum
}
func susetNumbers(array :[Int], target : Int, subsetArray: [Int],result : inout [[Int]]) -> [[Int]]{
    let s = sum(array: subsetArray)
    if(s == target){
        print("sum\(subsetArray) = \(target)")
        result.append(subsetArray)
    }
    for i in 0..<array.count{
        let n = array[i]
        let remaning = Array(array[(i+1)..<array.count])
        susetNumbers(array: remaning, target: target, subsetArray: subsetArray + [n], result: &result)
        
    }
    return result
}

 var resultArray = [[Int]]()
    let newA = susetNumbers(array: [1,2,3,4,5], target: 5, subsetArray: [],result:&resultArray)
    print(resultArray)
Thank you.. ephemient

我已经将上述逻辑从python转换为php..

<?php
$data = array(array(2,3,5,10,15),array(4,6,23,15,12),array(23,34,12,1,5));
$maxsum = 25;

print_r(bestsum($data,$maxsum));  //function call

function bestsum($data,$maxsum)
{
$res = array_fill(0, $maxsum + 1, '0');
$res[0] = array();              //base case
foreach($data as $group)
{
 $new_res = $res;               //copy res

  foreach($group as $ele)
  {
    for($i=0;$i<($maxsum-$ele+1);$i++)
    {   
        if($res[$i] != 0)
        {
            $ele_index = $i+$ele;
            $new_res[$ele_index] = $res[$i];
            $new_res[$ele_index][] = $ele;
        }
    }
  }

  $res = $new_res;
}

 for($i=$maxsum;$i>0;$i--)
  {
    if($res[$i]!=0)
    {
        return $res[$i];
        break;
    }
  }
return array();
}
?>

这也可以用来打印所有的答案

public void recur(int[] a, int n, int sum, int[] ans, int ind) {
    if (n < 0 && sum != 0)
        return;
    if (n < 0 && sum == 0) {
        print(ans, ind);
        return;
    }
    if (sum >= a[n]) {
        ans[ind] = a[n];
        recur(a, n - 1, sum - a[n], ans, ind + 1);
    }
    recur(a, n - 1, sum, ans, ind);
}

public void print(int[] a, int n) {
    for (int i = 0; i < n; i++)
        System.out.print(a[i] + " ");
    System.out.println();
}

时间复杂度是指数级的。2^n的阶

Perl版本(前导答案):

use strict;

sub subset_sum {
  my ($numbers, $target, $result, $sum) = @_;

  print 'sum('.join(',', @$result).") = $target\n" if $sum == $target;
  return if $sum >= $target;

  subset_sum([@$numbers[$_ + 1 .. $#$numbers]], $target, 
             [@{$result||[]}, $numbers->[$_]], $sum + $numbers->[$_])
    for (0 .. $#$numbers);
}

subset_sum([3,9,8,4,5,7,10,6], 15);

结果:

sum(3,8,4) = 15
sum(3,5,7) = 15
sum(9,6) = 15
sum(8,7) = 15
sum(4,5,6) = 15
sum(5,10) = 15

Javascript版本:

const subsetSum = (numbers, target, partial = [], sum = 0) => { If (sum < target) 数字。forEach((num, i) => subsetSum(数字。Slice (i + 1), target, partial.concat([num]), sum + num)); Else if (sum == target) console.log(的总和(% s) = % s, partial.join(),目标); } subsetSum([3、9、8、4、5、7、10、6],15);

Javascript一行实际返回结果(而不是打印它):

const subsetSum = (n, t, p = [], s = 0, r = []) = > (s < t ? n.forEach ((l i) = > subsetSum (n.slice (i + 1), t,[……p、l], s + l r)): s = = t ? r.push (p): 0, r); console.log (subsetSum([3、9、8、4、5、7、10、6],15));

我最喜欢的是带有回调的一行语句:

const subsetSum = (n, t,辛西娅·布雷齐尔,p =黑铝,s = 0) = > s & lt; t ? n.forEach ((l, i) = > subsetSum (n.slice (i + 1)、t、辛西娅·布雷齐尔,黑... p, l铝,s + l)): s = = t ?辛西娅·布雷齐尔(p): 0; 子集([3,9,8,4,5,7,10,6],15,console.log);