使用子集树和排列树两种方式求解子集和,并且输出解,子集和问题就是多个正整数xn相加等于指定数k,并使用c++编写代码以及代码注释,同时不能够使用向量要求简洁明了,给出相应思路以及时间复杂度,并画出树图

时间: 2023-12-11 20:02:41 浏览: 57
思路: 子集和问题可以通过回溯法求解,使用两种树结构:子集树和排列树。其中,子集树是针对不考虑元素顺序的情况下,从多个正整数中选取一些数使它们相加等于指定数k的问题;而排列树则是考虑元素顺序的情况下,从多个正整数中选取一些数使它们相加等于指定数k的问题。 子集树的思路是:从根节点开始,每个节点代表一个正整数,如果选择该节点,则将该节点的值加入当前的和中,并进入该节点的左子树;如果不选择该节点,则不将该节点的值加入当前的和中,并进入该节点的右子树。当和等于k时,即找到了一个解。时间复杂度为O(2^n)。具体实现见代码和树图。 排列树的思路是:从根节点开始,每个节点代表一个正整数,如果选择该节点,则将该节点的值加入当前的和中,并进入该节点的所有右侧节点(因为它们比该节点大,必须按照升序排列);如果不选择该节点,则不将该节点的值加入当前的和中,并进入该节点的右侧节点。当和等于k时,即找到了一个解。时间复杂度为O(n!)。具体实现见代码和树图。 时间复杂度分析: 子集树的时间复杂度为O(2^n),因为每个节点都有两个子节点,总共有2^n个叶子节点。 排列树的时间复杂度为O(n!),因为每个节点都有n个子节点(排列),总共有n!个叶子节点。 代码及注释如下(包括两种树结构的代码):
相关问题

使用子集树和排列树两种方式求解子集和,子集和问题就是多个正整数xn相加等于指定数k,并使用c++编写代码以及代码注释,同时不能够使用向量要求简洁明了,给出相应思路以及时间复杂度,并画出树图

思路: 首先,我们可以使用子集树和排列树两种方式来求解子集和问题。子集树的思路是将所有的子集构成一棵二叉树,其中左子树表示不选当前元素,右子树表示选当前元素。在遍历过程中,如果当前节点表示的子集的和等于指定数k,则说明存在解。而排列树的思路是将所有可能的排列构成一棵树,然后在遍历过程中,根据当前元素是选还是不选来更新当前子集的和。 时间复杂度: 对于子集树,时间复杂度为O(2^n),因为二叉树的节点数为2^n-1。对于排列树,时间复杂度为O(n!),因为排列的总数为n!。 子集树代码及注释: ```c++ #include <iostream> using namespace std; const int MAXN = 20; int n, k, a[MAXN]; // 构建子集树 void dfs(int i, int sum) { if (i == n + 1) { // 到达叶子节点,判断是否满足条件 if (sum == k) { cout << "YES" << endl; exit(0); } return; } dfs(i + 1, sum); // 不选当前元素 dfs(i + 1, sum + a[i]); // 选当前元素 } int main() { cin >> n >> k; for (int i = 1; i <= n; i++) { cin >> a[i]; } dfs(1, 0); // 从根节点开始搜索 cout << "NO" << endl; // 没有找到解 return 0; } ``` 排列树代码及注释: ```c++ #include <iostream> using namespace std; const int MAXN = 20; int n, k, a[MAXN], vis[MAXN], sum; // 构建排列树 void dfs(int depth) { if (depth == n + 1) { // 到达叶子节点,判断是否满足条件 if (sum == k) { cout << "YES" << endl; exit(0); } return; } for (int i = 1; i <= n; i++) { if (!vis[i]) { // 当前元素未被选中 vis[i] = true; sum += a[i]; dfs(depth + 1); // 进入下一层 sum -= a[i]; vis[i] = false; } } } int main() { cin >> n >> k; for (int i = 1; i <= n; i++) { cin >> a[i]; } dfs(1); // 从根节点开始搜索 cout << "NO" << endl; // 没有找到解 return 0; } ``` 树图: 子集树: ``` {} / \ {} {a1} / \ / \ {} {a2} {a1} {a1, a2} / \ / \ / \ {} {a3}{a2} {a2,a3} {a1,a2} / \ / \ / \ / \ . . . . . . ``` 排列树: ``` {} / | \ a1 a2 a3 /|\ | /|\ a2 a3 a1 a3 a1 a2 ``` 其中,每个节点表示当前的子集或排列,左子树表示不选当前元素,右子树表示选当前元素。叶子节点表示最终的子集或排列。

使用子集树和排列树两种方式求解子集和,并给出完整的树图以及解释

子集树和排列树是两种常见的求解子集和问题的算法。下面分别给出这两种算法的树图和解释。 1. 子集树 子集树是一棵二叉树,其节点表示求解子集和问题时的决策点。具体而言,对于一个长度为n的集合S,子集树的根节点表示空集,每个节点的左儿子表示将下一个元素加入集合,右儿子表示不将该元素加入集合。当到达深度为n时,叶子节点即表示一个子集。在路径上,每个节点表示加入或不加入一个元素的选择。 下图是一个长度为3的集合S={1,2,3}的子集树: ``` Ø / \ 1 Ø / \ / \ 2 Ø 2 Ø / \ / \ 3 Ø 3 Ø ``` 其中,Ø表示空集。 2. 排列树 排列树是一棵多叉树,其节点表示求解子集和问题时的决策点。具体而言,对于一个长度为n的集合S,排列树的根节点表示空集,每个节点的子节点表示将下一个元素加入集合。当到达深度为n时,叶子节点即表示一个排列。在路径上,每个节点表示加入一个元素的选择。 下图是一个长度为3的集合S={1,2,3}的排列树: ``` Ø / | \ 1 2 3 /| |\ 2 3 1 3 <-- 2的子树 | | | | 3 2 3 1 <-- 3的子树 ``` 其中,Ø表示空集。 相比之下,子集树是二叉树,每个节点只有两个儿子,相对而言比较简单。排列树则是多叉树,每个节点有n个儿子,但是排列树能够同时求解排列问题。

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