Как бы вы проводили тестирование всех возможных комбинаций дополнений из заданного набора чисел, чтобы они соответствовали заданному окончательному номеру?
Пример:
- Набор номеров для добавления: {1,5,22,15,0,...}
- Желаемый результат: 12345
Поиск всех возможных комбинаций чисел для достижения заданной суммы
Ответ 1
Эта проблема может быть решена с помощью рекурсивных комбинаций всех возможных сумм, отфильтровывающих те, которые достигают цели. Вот алгоритм в Python:
def subset_sum(numbers, target, partial=[]):
s = sum(partial)
# check if the partial sum is equals to target
if s == target:
print "sum(%s)=%s" % (partial, target)
if s >= target:
return # if we reach the number why bother to continue
for i in range(len(numbers)):
n = numbers[i]
remaining = numbers[i+1:]
subset_sum(remaining, target, partial + [n])
if __name__ == "__main__":
subset_sum([3,9,8,4,5,7,10],15)
#Outputs:
#sum([3, 8, 4])=15
#sum([3, 5, 7])=15
#sum([8, 7])=15
#sum([5, 10])=15
Этот тип алгоритмов очень хорошо объясняется в следующей Контекстном издании Standford - это видео очень рекомендуется понять, как рекурсия работает для генерации перестановки решений.
Edit
Вышеупомянутая функция генератора, что делает ее более полезной. Требуется Python 3.3+ из-за yield from.
def subset_sum(numbers, target, partial=[], partial_sum=0):
if partial_sum == target:
yield partial
if partial_sum >= target:
return
for i, n in enumerate(numbers):
remaining = numbers[i + 1:]
yield from subset_sum(remaining, target, partial + [n], partial_sum + n)
Вот версия Java того же алгоритма:
package tmp;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
class SumSet {
static void sum_up_recursive(ArrayList<Integer> numbers, int target, ArrayList<Integer> partial) {
int s = 0;
for (int x: partial) s += x;
if (s == target)
System.out.println("sum("+Arrays.toString(partial.toArray())+")="+target);
if (s >= target)
return;
for(int i=0;i<numbers.size();i++) {
ArrayList<Integer> remaining = new ArrayList<Integer>();
int n = numbers.get(i);
for (int j=i+1; j<numbers.size();j++) remaining.add(numbers.get(j));
ArrayList<Integer> partial_rec = new ArrayList<Integer>(partial);
partial_rec.add(n);
sum_up_recursive(remaining,target,partial_rec);
}
}
static void sum_up(ArrayList<Integer> numbers, int target) {
sum_up_recursive(numbers,target,new ArrayList<Integer>());
}
public static void main(String args[]) {
Integer[] numbers = {3,9,8,4,5,7,10};
int target = 15;
sum_up(new ArrayList<Integer>(Arrays.asList(numbers)),target);
}
}
Это точно такая же эвристика. Моя Java немного ржавая, но я думаю, ее легко понять.
Преобразование С# для решения Java: (byJJememyThompson)
public static void Main(string[] args)
{
List<int> numbers = new List<int>() { 3, 9, 8, 4, 5, 7, 10 };
int target = 15;
sum_up(numbers, target);
}
private static void sum_up(List<int> numbers, int target)
{
sum_up_recursive(numbers, target, new List<int>());
}
private static void sum_up_recursive(List<int> numbers, int target, List<int> partial)
{
int s = 0;
foreach (int x in partial) s += x;
if (s == target)
Console.WriteLine("sum(" + string.Join(",", partial.ToArray()) + ")=" + target);
if (s >= target)
return;
for (int i = 0; i < numbers.Count; i++)
{
List<int> remaining = new List<int>();
int n = numbers[i];
for (int j = i + 1; j < numbers.Count; j++) remaining.Add(numbers[j]);
List<int> partial_rec = new List<int>(partial);
partial_rec.Add(n);
sum_up_recursive(remaining, target, partial_rec);
}
}
Решение Ruby: (by @emaillenin)
def subset_sum(numbers, target, partial=[])
s = partial.inject 0, :+
# check if the partial sum is equals to target
puts "sum(#{partial})=#{target}" if s == target
return if s >= target # if we reach the number why bother to continue
(0..(numbers.length - 1)).each do |i|
n = numbers[i]
remaining = numbers.drop(i+1)
subset_sum(remaining, target, partial + [n])
end
end
subset_sum([3,9,8,4,5,7,10],15)
Редактировать: обсуждение сложности
Как упоминают другие, это проблема NP-hard. Его можно решить в экспоненциальном времени O (2 ^ n), например, при n = 10 будет 1024 возможных решения. Если цели, которые вы пытаетесь достичь, находятся в низком диапазоне, этот алгоритм работает. Так, например:
subset_sum([1,2,3,4,5,6,7,8,9,10],100000) генерирует 1024 ветки, потому что цель не позволяет фильтровать возможные решения.
С другой стороны, subset_sum([1,2,3,4,5,6,7,8,9,10],10) генерирует только 175 ветвей, потому что цель для достижения 10 получает возможность отфильтровывать множество комбинаций.
Если N и Target - большие числа, нужно перейти в примерную версию решения.
Ответ 2
В Haskell:
filter ((==) 12345 . sum) $ subsequences [1,5,22,15,0,..]
И J:
(]#~12345=+/@>)(]<@#~[:#:@i.2^#)1 5 22 15 0 ...
Как вы можете заметить, оба подхода используют один и тот же подход и делят проблему на две части: генерируют каждый член набора мощности и проверяют каждую сумму члена на цель.
Есть и другие решения, но это самое простое.
Вам нужна помощь с одним из них или поиск другого подхода?
Ответ 3
Решение этой проблемы было дано миллион раз в Интернете. Проблема называется проблемой смены монет. На http://rosettacode.org/wiki/Count_the_coins и математической модели можно найти решения по адресу http://jaqm.ro/issues/volume-5,issue-2/pdfs/patterson_harmel.pdf (или изменение монеты Google проблема).
Кстати, решение Scala от Tsagadai интересно. В этом примере получается 1 или 0. В качестве побочного эффекта он перечисляет на консоли все возможные решения. Он отображает решение, но не позволяет ему использовать его каким-либо образом.
Чтобы быть как можно полезней, код должен возвращать List[List[Int]], чтобы разрешить получать количество решений (длина списка списков), "лучшее" решение (самый короткий список) или все возможные решения.
Вот пример. Это очень неэффективно, но это легко понять.
object Sum extends App {
def sumCombinations(total: Int, numbers: List[Int]): List[List[Int]] = {
def add(x: (Int, List[List[Int]]), y: (Int, List[List[Int]])): (Int, List[List[Int]]) = {
(x._1 + y._1, x._2 ::: y._2)
}
def sumCombinations(resultAcc: List[List[Int]], sumAcc: List[Int], total: Int, numbers: List[Int]): (Int, List[List[Int]]) = {
if (numbers.isEmpty || total < 0) {
(0, resultAcc)
} else if (total == 0) {
(1, sumAcc :: resultAcc)
} else {
add(sumCombinations(resultAcc, sumAcc, total, numbers.tail), sumCombinations(resultAcc, numbers.head :: sumAcc, total - numbers.head, numbers))
}
}
sumCombinations(Nil, Nil, total, numbers.sortWith(_ > _))._2
}
println(sumCombinations(15, List(1, 2, 5, 10)) mkString "\n")
}
При запуске он отображает:
List(1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1)
List(1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 2)
List(1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 2)
List(1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 2)
List(1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 2)
List(1, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 2, 2)
List(1, 1, 1, 2, 2, 2, 2, 2, 2)
List(1, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2)
List(1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 5)
List(1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 5)
List(1, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 5)
List(1, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 5)
List(1, 1, 2, 2, 2, 2, 5)
List(2, 2, 2, 2, 2, 5)
List(1, 1, 1, 1, 1, 5, 5)
List(1, 1, 1, 2, 5, 5)
List(1, 2, 2, 5, 5)
List(5, 5, 5)
List(1, 1, 1, 1, 1, 10)
List(1, 1, 1, 2, 10)
List(1, 2, 2, 10)
List(5, 10)
Функция sumCombinations() может использоваться сама по себе, и результат может быть дополнительно проанализирован для отображения "наилучшего" решения (кратчайший список) или количества решений (количество списков).
Обратите внимание, что даже так, требования могут быть не полностью удовлетворены. Может случиться так, что порядок каждого списка в решении будет значительным. В таком случае каждый список должен дублироваться столько раз, сколько есть комбинация его элементов. Или нас могут интересовать только разные комбинации.
Например, мы можем считать, что List(5, 10) должен давать две комбинации: List(5, 10) и List(10, 5). Для List(5, 5, 5) он может дать три комбинации или один только в зависимости от требований. Для целых чисел три перестановки эквивалентны, но если мы имеем дело с монетами, например, в "проблеме смены монет", это не так.
Также в требованиях не указано, будет ли каждый номер (или монета) использоваться один или несколько раз. Мы могли бы (и должны!) Обобщить проблему на список списков вхождений каждого числа. Это переводит в реальной жизни в "каковы возможные способы сделать определенную сумму денег с помощью набора монет (а не набора значений монет)". Первоначальная проблема - это всего лишь частный случай этого, где у нас столько же вхождений каждой монеты, сколько необходимо, чтобы сделать общую сумму с каждым значением одной монеты.
Ответ 4
Версия Javascript:
function subsetSum(numbers, target, partial) {
var s, n, remaining;
partial = partial || [];
// sum partial
s = partial.reduce(function (a, b) {
return a + b;
}, 0);
// check if the partial sum is equals to target
if (s === target) {
console.log("%s=%s", partial.join("+"), target)
}
if (s >= target) {
return; // if we reach the number why bother to continue
}
for (var i = 0; i < numbers.length; i++) {
n = numbers[i];
remaining = numbers.slice(i + 1);
subsetSum(remaining, target, partial.concat([n]));
}
}
subsetSum([3,9,8,4,5,7,10],15);
// output:
// 3+8+4=15
// 3+5+7=15
// 8+7=15
// 5+10=15Ответ 5
Версия С# для ответа на код @msalvadores
void Main()
{
int[] numbers = {3,9,8,4,5,7,10};
int target = 15;
sum_up(new List<int>(numbers.ToList()),target);
}
static void sum_up_recursive(List<int> numbers, int target, List<int> part)
{
int s = 0;
foreach (int x in part)
{
s += x;
}
if (s == target)
{
Console.WriteLine("sum(" + string.Join(",", part.Select(n => n.ToString()).ToArray()) + ")=" + target);
}
if (s >= target)
{
return;
}
for (int i = 0;i < numbers.Count;i++)
{
var remaining = new List<int>();
int n = numbers[i];
for (int j = i + 1; j < numbers.Count;j++)
{
remaining.Add(numbers[j]);
}
var part_rec = new List<int>(part);
part_rec.Add(n);
sum_up_recursive(remaining,target,part_rec);
}
}
static void sum_up(List<int> numbers, int target)
{
sum_up_recursive(numbers,target,new List<int>());
}
Ответ 6
версия С++ того же алгоритма
#include <iostream>
#include <list>
void subset_sum_recursive(std::list<int> numbers, int target, std::list<int> partial)
{
int s = 0;
for (std::list<int>::const_iterator cit = partial.begin(); cit != partial.end(); cit++)
{
s += *cit;
}
if(s == target)
{
std::cout << "sum([";
for (std::list<int>::const_iterator cit = partial.begin(); cit != partial.end(); cit++)
{
std::cout << *cit << ",";
}
std::cout << "])=" << target << std::endl;
}
if(s >= target)
return;
int n;
for (std::list<int>::const_iterator ai = numbers.begin(); ai != numbers.end(); ai++)
{
n = *ai;
std::list<int> remaining;
for(std::list<int>::const_iterator aj = ai; aj != numbers.end(); aj++)
{
if(aj == ai)continue;
remaining.push_back(*aj);
}
std::list<int> partial_rec=partial;
partial_rec.push_back(n);
subset_sum_recursive(remaining,target,partial_rec);
}
}
void subset_sum(std::list<int> numbers,int target)
{
subset_sum_recursive(numbers,target,std::list<int>());
}
int main()
{
std::list<int> a;
a.push_back (3); a.push_back (9); a.push_back (8);
a.push_back (4);
a.push_back (5);
a.push_back (7);
a.push_back (10);
int n = 15;
//std::cin >> n;
subset_sum(a, n);
return 0;
}
Ответ 7
Другим решением python будет использование модуля itertools.combinations следующим образом:
#!/usr/local/bin/python
from itertools import combinations
def find_sum_in_list(numbers, target):
results = []
for x in range(len(numbers)):
results.extend(
[
combo for combo in combinations(numbers ,x)
if sum(combo) == target
]
)
print results
if __name__ == "__main__":
find_sum_in_list([3,9,8,4,5,7,10], 15)
Выход: [(8, 7), (5, 10), (3, 8, 4), (3, 5, 7)]
Ответ 8
Thank you.. ephemient
Я преобразовал выше логику из python в 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();
}
?>
Ответ 9
Я думал, что буду использовать ответ из этого вопроса, но я не мог, так вот мой ответ. Он использует измененную версию ответа в Структура и интерпретация компьютерных программ. Я думаю, что это лучшее рекурсивное решение и должно понравиться пуристам больше.
Мой ответ в Scala (и извинения, если мой Scala отстой, я только начал его изучать). Сумасшествие findSumCombinations заключается в сортировке и уникальном исходном списке для рекурсии, чтобы предотвратить дублирование.
def findSumCombinations(target: Int, numbers: List[Int]): Int = {
cc(target, numbers.distinct.sortWith(_ < _), List())
}
def cc(target: Int, numbers: List[Int], solution: List[Int]): Int = {
if (target == 0) {println(solution); 1 }
else if (target < 0 || numbers.length == 0) 0
else
cc(target, numbers.tail, solution)
+ cc(target - numbers.head, numbers, numbers.head :: solution)
}
Чтобы использовать его:
> findSumCombinations(12345, List(1,5,22,15,0,..))
* Prints a whole heap of lists that will sum to the target *
Ответ 10
Это похоже на проблему с изменением монеты
public class CoinCount
{
public static void main(String[] args)
{
int[] coins={1,4,6,2,3,5};
int count=0;
for (int i=0;i<coins.length;i++)
{
count=count+Count(9,coins,i,0);
}
System.out.println(count);
}
public static int Count(int Sum,int[] coins,int index,int curSum)
{
int count=0;
if (index>=coins.length)
return 0;
int sumNow=curSum+coins[index];
if (sumNow>Sum)
return 0;
if (sumNow==Sum)
return 1;
for (int i= index+1;i<coins.length;i++)
count+=Count(Sum,coins,i,sumNow);
return count;
}
}
Ответ 11
Вот версия Java, которая хорошо подходит для небольшой N и очень большой целевой суммы, когда сложность O(t*N) (динамическое решение) больше, чем экспоненциальный алгоритм. Моя версия использует встречу в средней атаке вместе с небольшим сдвигом, чтобы уменьшить сложность от классического наивного O(n*2^n) до O(2^(n/2)).
Если вы хотите использовать это для наборов между 32 и 64 элементами, вы должны изменить int, который представляет текущее подмножество в функции шага, на long, хотя производительность, очевидно, резко уменьшится по мере увеличения установленного размера, Если вы хотите использовать это для набора с нечетным количеством элементов, вы должны добавить 0 к набору, чтобы сделать его даже пронумерованным.
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class SubsetSumMiddleAttack {
static final int target = 100000000;
static final int[] set = new int[]{ ... };
static List<Subset> evens = new ArrayList<>();
static List<Subset> odds = new ArrayList<>();
static int[][] split(int[] superSet) {
int[][] ret = new int[2][superSet.length / 2];
for (int i = 0; i < superSet.length; i++) ret[i % 2][i / 2] = superSet[i];
return ret;
}
static void step(int[] superSet, List<Subset> accumulator, int subset, int sum, int counter) {
accumulator.add(new Subset(subset, sum));
if (counter != superSet.length) {
step(superSet, accumulator, subset + (1 << counter), sum + superSet[counter], counter + 1);
step(superSet, accumulator, subset, sum, counter + 1);
}
}
static void printSubset(Subset e, Subset o) {
String ret = "";
for (int i = 0; i < 32; i++) {
if (i % 2 == 0) {
if ((1 & (e.subset >> (i / 2))) == 1) ret += " + " + set[i];
}
else {
if ((1 & (o.subset >> (i / 2))) == 1) ret += " + " + set[i];
}
}
if (ret.startsWith(" ")) ret = ret.substring(3) + " = " + (e.sum + o.sum);
System.out.println(ret);
}
public static void main(String[] args) {
int[][] superSets = split(set);
step(superSets[0], evens, 0,0,0);
step(superSets[1], odds, 0,0,0);
for (Subset e : evens) {
for (Subset o : odds) {
if (e.sum + o.sum == target) printSubset(e, o);
}
}
}
}
class Subset {
int subset;
int sum;
Subset(int subset, int sum) {
this.subset = subset;
this.sum = sum;
}
}
Ответ 12
Очень эффективный алгоритм с использованием таблиц, которые я написал в С++ пару лет назад.
Если вы установите PRINT 1, он напечатает все комбинации (но не будет использовать эффективный метод).
Он настолько эффективен, что вычисляет более 10 ^ 14 комбинаций менее чем за 10 мсек.
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
//#include "CTime.h"
#define SUM 300
#define MAXNUMsSIZE 30
#define PRINT 0
long long CountAddToSum(int,int[],int,const int[],int);
void printr(const int[], int);
long long table1[SUM][MAXNUMsSIZE];
int main()
{
int Nums[]={3,4,5,6,7,9,13,11,12,13,22,35,17,14,18,23,33,54};
int sum=SUM;
int size=sizeof(Nums)/sizeof(int);
int i,j,a[]={0};
long long N=0;
//CTime timer1;
for(i=0;i<SUM;++i)
for(j=0;j<MAXNUMsSIZE;++j)
table1[i][j]=-1;
N = CountAddToSum(sum,Nums,size,a,0); //algorithm
//timer1.Get_Passd();
//printf("\nN=%lld time=%.1f ms\n", N,timer1.Get_Passd());
printf("\nN=%lld \n", N);
getchar();
return 1;
}
long long CountAddToSum(int s, int arr[],int arrsize, const int r[],int rsize)
{
static int totalmem=0, maxmem=0;
int i,*rnew;
long long result1=0,result2=0;
if(s<0) return 0;
if (table1[s][arrsize]>0 && PRINT==0) return table1[s][arrsize];
if(s==0)
{
if(PRINT) printr(r, rsize);
return 1;
}
if(arrsize==0) return 0;
//else
rnew=(int*)malloc((rsize+1)*sizeof(int));
for(i=0;i<rsize;++i) rnew[i]=r[i];
rnew[rsize]=arr[arrsize-1];
result1 = CountAddToSum(s,arr,arrsize-1,rnew,rsize);
result2 = CountAddToSum(s-arr[arrsize-1],arr,arrsize,rnew,rsize+1);
table1[s][arrsize]=result1+result2;
free(rnew);
return result1+result2;
}
void printr(const int r[], int rsize)
{
int lastr=r[0],count=0,i;
for(i=0; i<rsize;++i)
{
if(r[i]==lastr)
count++;
else
{
printf(" %d*%d ",count,lastr);
lastr=r[i];
count=1;
}
}
if(r[i-1]==lastr) printf(" %d*%d ",count,lastr);
printf("\n");
}
Ответ 13
Вот лучшая версия с лучшим форматированием вывода и возможностями С++ 11:
void subset_sum_rec(std::vector<int> & nums, const int & target, std::vector<int> & partialNums)
{
int currentSum = std::accumulate(partialNums.begin(), partialNums.end(), 0);
if (currentSum > target)
return;
if (currentSum == target)
{
std::cout << "sum([";
for (auto it = partialNums.begin(); it != std::prev(partialNums.end()); ++it)
cout << *it << ",";
cout << *std::prev(partialNums.end());
std::cout << "])=" << target << std::endl;
}
for (auto it = nums.begin(); it != nums.end(); ++it)
{
std::vector<int> remaining;
for (auto it2 = std::next(it); it2 != nums.end(); ++it2)
remaining.push_back(*it2);
std::vector<int> partial = partialNums;
partial.push_back(*it);
subset_sum_rec(remaining, target, partial);
}
}
Ответ 14
Здесь решение в R
subset_sum = function(numbers,target,partial=0){
if(any(is.na(partial))) return()
s = sum(partial)
if(s == target) print(sprintf("sum(%s)=%s",paste(partial[-1],collapse="+"),target))
if(s > target) return()
for( i in seq_along(numbers)){
n = numbers[i]
remaining = numbers[(i+1):length(numbers)]
subset_sum(remaining,target,c(partial,n))
}
}
Ответ 15
Java -нерекурсивная версия, которая просто добавляет элементы и перераспределяет их между возможными значениями. 0 игнорируются и работают для фиксированных списков (то, что вам дано, это то, с чем вы можете играть) или список повторяемых номеров.
import java.util.*;
public class TestCombinations {
public static void main(String[] args) {
ArrayList<Integer> numbers = new ArrayList<>(Arrays.asList(0, 1, 2, 2, 5, 10, 20));
LinkedHashSet<Integer> targets = new LinkedHashSet<Integer>() {{
add(4);
add(10);
add(25);
}};
System.out.println("## each element can appear as many times as needed");
for (Integer target: targets) {
Combinations combinations = new Combinations(numbers, target, true);
combinations.calculateCombinations();
for (String solution: combinations.getCombinations()) {
System.out.println(solution);
}
}
System.out.println("## each element can appear only once");
for (Integer target: targets) {
Combinations combinations = new Combinations(numbers, target, false);
combinations.calculateCombinations();
for (String solution: combinations.getCombinations()) {
System.out.println(solution);
}
}
}
public static class Combinations {
private boolean allowRepetitions;
private int[] repetitions;
private ArrayList<Integer> numbers;
private Integer target;
private Integer sum;
private boolean hasNext;
private Set<String> combinations;
/**
* Constructor.
*
* @param numbers Numbers that can be used to calculate the sum.
* @param target Target value for sum.
*/
public Combinations(ArrayList<Integer> numbers, Integer target) {
this(numbers, target, true);
}
/**
* Constructor.
*
* @param numbers Numbers that can be used to calculate the sum.
* @param target Target value for sum.
*/
public Combinations(ArrayList<Integer> numbers, Integer target, boolean allowRepetitions) {
this.allowRepetitions = allowRepetitions;
if (this.allowRepetitions) {
Set<Integer> numbersSet = new HashSet<>(numbers);
this.numbers = new ArrayList<>(numbersSet);
} else {
this.numbers = numbers;
}
this.numbers.removeAll(Arrays.asList(0));
Collections.sort(this.numbers);
this.target = target;
this.repetitions = new int[this.numbers.size()];
this.combinations = new LinkedHashSet<>();
this.sum = 0;
if (this.repetitions.length > 0)
this.hasNext = true;
else
this.hasNext = false;
}
/**
* Calculate and return the sum of the current combination.
*
* @return The sum.
*/
private Integer calculateSum() {
this.sum = 0;
for (int i = 0; i < repetitions.length; ++i) {
this.sum += repetitions[i] * numbers.get(i);
}
return this.sum;
}
/**
* Redistribute picks when only one of each number is allowed in the sum.
*/
private void redistribute() {
for (int i = 1; i < this.repetitions.length; ++i) {
if (this.repetitions[i - 1] > 1) {
this.repetitions[i - 1] = 0;
this.repetitions[i] += 1;
}
}
if (this.repetitions[this.repetitions.length - 1] > 1)
this.repetitions[this.repetitions.length - 1] = 0;
}
/**
* Get the sum of the next combination. When 0 is returned, there no other combinations to check.
*
* @return The sum.
*/
private Integer next() {
if (this.hasNext && this.repetitions.length > 0) {
this.repetitions[0] += 1;
if (!this.allowRepetitions)
this.redistribute();
this.calculateSum();
for (int i = 0; i < this.repetitions.length && this.sum != 0; ++i) {
if (this.sum > this.target) {
this.repetitions[i] = 0;
if (i + 1 < this.repetitions.length) {
this.repetitions[i + 1] += 1;
if (!this.allowRepetitions)
this.redistribute();
}
this.calculateSum();
}
}
if (this.sum.compareTo(0) == 0)
this.hasNext = false;
}
return this.sum;
}
/**
* Calculate all combinations whose sum equals target.
*/
public void calculateCombinations() {
while (this.hasNext) {
if (this.next().compareTo(target) == 0)
this.combinations.add(this.toString());
}
}
/**
* Return all combinations whose sum equals target.
*
* @return Combinations as a set of strings.
*/
public Set<String> getCombinations() {
return this.combinations;
}
@Override
public String toString() {
StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder("" + sum + ": ");
for (int i = 0; i < repetitions.length; ++i) {
for (int j = 0; j < repetitions[i]; ++j) {
stringBuilder.append(numbers.get(i) + " ");
}
}
return stringBuilder.toString();
}
}
}
Пример ввода:
numbers: 0, 1, 2, 2, 5, 10, 20
targets: 4, 10, 25
Пример вывода:
## each element can appear as many times as needed
4: 1 1 1 1
4: 1 1 2
4: 2 2
10: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
10: 1 1 1 1 1 1 1 1 2
10: 1 1 1 1 1 1 2 2
10: 1 1 1 1 2 2 2
10: 1 1 2 2 2 2
10: 2 2 2 2 2
10: 1 1 1 1 1 5
10: 1 1 1 2 5
10: 1 2 2 5
10: 5 5
10: 10
25: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
25: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2
25: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2
25: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2
25: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2
25: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2
25: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2
25: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2
25: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2
25: 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2
25: 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
25: 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
25: 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
25: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 5
25: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 5
25: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 5
25: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 5
25: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 5
25: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 5
25: 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 5
25: 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 5
25: 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 5
25: 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 5
25: 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 5
25: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 5 5
25: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 5 5
25: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 5 5
25: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 5 5
25: 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 5 5
25: 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 5 5
25: 1 1 1 2 2 2 2 2 2 5 5
25: 1 2 2 2 2 2 2 2 5 5
25: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 5 5 5
25: 1 1 1 1 1 1 1 1 2 5 5 5
25: 1 1 1 1 1 1 2 2 5 5 5
25: 1 1 1 1 2 2 2 5 5 5
25: 1 1 2 2 2 2 5 5 5
25: 2 2 2 2 2 5 5 5
25: 1 1 1 1 1 5 5 5 5
25: 1 1 1 2 5 5 5 5
25: 1 2 2 5 5 5 5
25: 5 5 5 5 5
25: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 10
25: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 10
25: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 10
25: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 10
25: 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 10
25: 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 10
25: 1 1 1 2 2 2 2 2 2 10
25: 1 2 2 2 2 2 2 2 10
25: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 5 10
25: 1 1 1 1 1 1 1 1 2 5 10
25: 1 1 1 1 1 1 2 2 5 10
25: 1 1 1 1 2 2 2 5 10
25: 1 1 2 2 2 2 5 10
25: 2 2 2 2 2 5 10
25: 1 1 1 1 1 5 5 10
25: 1 1 1 2 5 5 10
25: 1 2 2 5 5 10
25: 5 5 5 10
25: 1 1 1 1 1 10 10
25: 1 1 1 2 10 10
25: 1 2 2 10 10
25: 5 10 10
25: 1 1 1 1 1 20
25: 1 1 1 2 20
25: 1 2 2 20
25: 5 20
## each element can appear only once
4: 2 2
10: 1 2 2 5
10: 10
25: 1 2 2 20
25: 5 20
Ответ 16
Найти комбинации с помощью excel - (довольно легко). (Компьютер не должен быть слишком медленным)
- Перейти на этот сайт
- Перейдите на страницу "Сумма к цели"
-
Загрузите файл excel для Sum to Target.
Следуйте указаниям на странице веб-сайта.
надеюсь, что это поможет.
Ответ 17
Версия Excel VBA ниже. Мне нужно было реализовать это в VBA (не мое предпочтение, не судите меня!) И использовали ответы на этой странице для этого подхода. Я загружаю в случае, если другим также нужна версия VBA.
Option Explicit
Public Sub SumTarget()
Dim numbers(0 To 6) As Long
Dim target As Long
target = 15
numbers(0) = 3: numbers(1) = 9: numbers(2) = 8: numbers(3) = 4: numbers(4) = 5
numbers(5) = 7: numbers(6) = 10
Call SumUpTarget(numbers, target)
End Sub
Public Sub SumUpTarget(numbers() As Long, target As Long)
Dim part() As Long
Call SumUpRecursive(numbers, target, part)
End Sub
Private Sub SumUpRecursive(numbers() As Long, target As Long, part() As Long)
Dim s As Long, i As Long, j As Long, num As Long
Dim remaining() As Long, partRec() As Long
s = SumArray(part)
If s = target Then Debug.Print "SUM ( " & ArrayToString(part) & " ) = " & target
If s >= target Then Exit Sub
If (Not Not numbers) <> 0 Then
For i = 0 To UBound(numbers)
Erase remaining()
num = numbers(i)
For j = i + 1 To UBound(numbers)
AddToArray remaining, numbers(j)
Next j
Erase partRec()
CopyArray partRec, part
AddToArray partRec, num
SumUpRecursive remaining, target, partRec
Next i
End If
End Sub
Private Function ArrayToString(x() As Long) As String
Dim n As Long, result As String
result = "{" & x(n)
For n = LBound(x) + 1 To UBound(x)
result = result & "," & x(n)
Next n
result = result & "}"
ArrayToString = result
End Function
Private Function SumArray(x() As Long) As Long
Dim n As Long
SumArray = 0
If (Not Not x) <> 0 Then
For n = LBound(x) To UBound(x)
SumArray = SumArray + x(n)
Next n
End If
End Function
Private Sub AddToArray(arr() As Long, x As Long)
If (Not Not arr) <> 0 Then
ReDim Preserve arr(0 To UBound(arr) + 1)
Else
ReDim Preserve arr(0 To 0)
End If
arr(UBound(arr)) = x
End Sub
Private Sub CopyArray(destination() As Long, source() As Long)
Dim n As Long
If (Not Not source) <> 0 Then
For n = 0 To UBound(source)
AddToArray destination, source(n)
Next n
End If
End Sub
Выход (записанный в окно Immediate) должен быть:
SUM ( {3,8,4} ) = 15
SUM ( {3,5,7} ) = 15
SUM ( {8,7} ) = 15
SUM ( {5,10} ) = 15
Ответ 18
Это также можно использовать для печати всех ответов
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();
}
Сложность времени экспоненциальна. Порядок 2 ^ n
Ответ 19
Swift 3 преобразования Java-решения: (by @JeremyThompson)
protocol _IntType { }
extension Int: _IntType {}
extension Array where Element: _IntType {
func subsets(to: Int) -> [[Element]]? {
func sum_up_recursive(_ numbers: [Element], _ target: Int, _ partial: [Element], _ solution: inout [[Element]]) {
var sum: Int = 0
for x in partial {
sum += x as! Int
}
if sum == target {
solution.append(partial)
}
guard sum < target else {
return
}
for i in stride(from: 0, to: numbers.count, by: 1) {
var remaining = [Element]()
for j in stride(from: i + 1, to: numbers.count, by: 1) {
remaining.append(numbers[j])
}
var partial_rec = [Element](partial)
partial_rec.append(numbers[i])
sum_up_recursive(remaining, target, partial_rec, &solution)
}
}
var solutions = [[Element]]()
sum_up_recursive(self, to, [Element](), &solutions)
return solutions.count > 0 ? solutions : nil
}
}
использование:
let numbers = [3, 9, 8, 4, 5, 7, 10]
if let solution = numbers.subsets(to: 15) {
print(solution) // output: [[3, 8, 4], [3, 5, 7], [8, 7], [5, 10]]
} else {
print("not possible")
}
Ответ 20
Я делал что-то подобное для назначения scala. Мысль о размещении моего решения здесь:
def countChange(money: Int, coins: List[Int]): Int = {
def getCount(money: Int, remainingCoins: List[Int]): Int = {
if(money == 0 ) 1
else if(money < 0 || remainingCoins.isEmpty) 0
else
getCount(money, remainingCoins.tail) +
getCount(money - remainingCoins.head, remainingCoins)
}
if(money == 0 || coins.isEmpty) 0
else getCount(money, coins)
}
Ответ 21
Версия PHP, вдохновленная версией Kith Beller С#.
Бала PHP-версия для меня не работала, потому что мне не нужно было группировать номера. Мне нужна более простая реализация с одним целевым значением и пулом чисел. Эта функция также сократит любые повторяющиеся записи.
/**
* Calculates a subset sum: finds out which combinations of numbers
* from the numbers array can be added together to come to the target
* number.
*
* Returns an indexed array with arrays of number combinations.
*
* Example:
*
* <pre>
* $matches = subset_sum(array(5,10,7,3,20), 25);
* </pre>
*
* Returns:
*
* <pre>
* Array
* (
* [0] => Array
* (
* [0] => 3
* [1] => 5
* [2] => 7
* [3] => 10
* )
* [1] => Array
* (
* [0] => 5
* [1] => 20
* )
* )
* </pre>
*
* @param number[] $numbers
* @param number $target
* @param array $part
* @return array[number[]]
*/
function subset_sum($numbers, $target, $part=null)
{
// we assume that an empty $part variable means this
// is the top level call.
$toplevel = false;
if($part === null) {
$toplevel = true;
$part = array();
}
$s = 0;
foreach($part as $x)
{
$s = $s + $x;
}
// we have found a match!
if($s == $target)
{
sort($part); // ensure the numbers are always sorted
return array(implode('|', $part));
}
// gone too far, break off
if($s >= $target)
{
return null;
}
$matches = array();
$totalNumbers = count($numbers);
for($i=0; $i < $totalNumbers; $i++)
{
$remaining = array();
$n = $numbers[$i];
for($j = $i+1; $j < $totalNumbers; $j++)
{
$remaining[] = $numbers[$j];
}
$part_rec = $part;
$part_rec[] = $n;
$result = subset_sum($remaining, $target, $part_rec);
if($result)
{
$matches = array_merge($matches, $result);
}
}
if(!$toplevel)
{
return $matches;
}
// this is the top level function call: we have to
// prepare the final result value by stripping any
// duplicate results.
$matches = array_unique($matches);
$result = array();
foreach($matches as $entry)
{
$result[] = explode('|', $entry);
}
return $result;
}
Ответ 22
Рекомендуется в качестве ответа:
Здесь найдено решение с помощью es2015 генераторы:
function* subsetSum(numbers, target, partial = [], partialSum = 0) {
if(partialSum === target) yield partial
if(partialSum >= target) return
for(let i = 0; i < numbers.length; i++){
const remaining = numbers.slice(i + 1)
, n = numbers[i]
yield* subsetSum(remaining, target, [...partial, n], partialSum + n)
}
}
Использование генераторов действительно может быть очень полезным, поскольку позволяет мгновенно приостанавливать выполнение script после нахождения действительного подмножества. Это контрастирует с решениями без генераторов (т.е. С отсутствием состояния), которые должны проходить через каждое подмножество numbers
Ответ 23
@KeithBeller ответ со слегка измененными именами переменных и некоторыми комментариями.
public static void Main(string[] args)
{
List<int> input = new List<int>() { 3, 9, 8, 4, 5, 7, 10 };
int targetSum = 15;
SumUp(input, targetSum);
}
public static void SumUp(List<int> input, int targetSum)
{
SumUpRecursive(input, targetSum, new List<int>());
}
private static void SumUpRecursive(List<int> remaining, int targetSum, List<int> listToSum)
{
// Sum up partial
int sum = 0;
foreach (int x in listToSum)
sum += x;
//Check sum matched
if (sum == targetSum)
Console.WriteLine("sum(" + string.Join(",", listToSum.ToArray()) + ")=" + targetSum);
//Check sum passed
if (sum >= targetSum)
return;
//Iterate each input character
for (int i = 0; i < remaining.Count; i++)
{
//Build list of remaining items to iterate
List<int> newRemaining = new List<int>();
for (int j = i + 1; j < remaining.Count; j++)
newRemaining.Add(remaining[j]);
//Update partial list
List<int> newListToSum = new List<int>(listToSum);
int currentItem = remaining[i];
newListToSum.Add(currentItem);
SumUpRecursive(newRemaining, targetSum, newListToSum);
}
}'
Ответ 24
Я поместил образец С# в Objective-c и не видел его в ответах:
//Usage
NSMutableArray* numberList = [[NSMutableArray alloc] init];
NSMutableArray* partial = [[NSMutableArray alloc] init];
int target = 16;
for( int i = 1; i<target; i++ )
{ [numberList addObject:@(i)]; }
[self findSums:numberList target:target part:partial];
//*******************************************************************
// Finds combinations of numbers that add up to target recursively
//*******************************************************************
-(void)findSums:(NSMutableArray*)numbers target:(int)target part:(NSMutableArray*)partial
{
int s = 0;
for (NSNumber* x in partial)
{ s += [x intValue]; }
if (s == target)
{ NSLog(@"Sum[%@]", partial); }
if (s >= target)
{ return; }
for (int i = 0;i < [numbers count];i++ )
{
int n = [numbers[i] intValue];
NSMutableArray* remaining = [[NSMutableArray alloc] init];
for (int j = i + 1; j < [numbers count];j++)
{ [remaining addObject:@([numbers[j] intValue])]; }
NSMutableArray* partRec = [[NSMutableArray alloc] initWithArray:partial];
[partRec addObject:@(n)];
[self findSums:remaining target:target part:partRec];
}
}
Ответ 25
Выведите 0 на первое место. Ноль является идентификатором сложения, поэтому он бесполезен по законам моноидов в данном конкретном случае. Также выведите отрицательные числа, если вы хотите подняться до положительного числа. В противном случае вам также понадобится операция вычитания.
Итак... самый быстрый алгоритм, который вы можете получить на этой конкретной работе, приведен в JS.
function items2T([n,...ns],t){
var c = ~~(t/n);
return ns.length ? Array(c+1).fill()
.reduce((r,_,i) => r.concat(items2T(ns, t-n*i).map(s => Array(i).fill(n).concat(s))),[])
: t % n ? []
: [Array(c).fill(n)];
};
var data = [3, 9, 8, 4, 5, 7, 10],
result;
console.time("combos");
result = items2T(data, 15);
console.timeEnd("combos");
console.log(JSON.stringify(result));