C语言实现整数数组 `nums` ,数组中的元素 **互不相同** 。返回该数组所有可能的子集(幂集)。解集 **不能** 包含重复的子集,可以按 **任意顺序** 返回解集
时间: 2023-07-24 07:14:13 浏览: 140
要实现返回整数数组 `nums` 的所有可能子集(幂集),可以使用回溯法来解决。回溯法是一种通过递归和回溯搜索所有解空间的方法。下面是使用C语言编写的示例代码:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
void backtrack(int* nums, int numsSize, int* subset, int subsetSize, int start, int** result, int* returnSize, int** returnColumnSizes) {
// 将当前子集添加到结果数组
result[*returnSize] = (int*) malloc(subsetSize * sizeof(int));
memcpy(result[*returnSize], subset, subsetSize * sizeof(int));
(*returnColumnSizes)[*returnSize] = subsetSize;
(*returnSize)++;
for (int i = start; i < numsSize; i++) {
// 将当前元素添加到子集中
subset[subsetSize] = nums[i];
subsetSize++;
// 继续向下搜索
backtrack(nums, numsSize, subset, subsetSize, i + 1, result, returnSize, returnColumnSizes);
// 回溯,将当前元素从子集中移除
subsetSize--;
}
}
int** subsets(int* nums, int numsSize, int* returnSize, int** returnColumnSizes) {
// 计算幂集的大小
int numSubsets = 1 << numsSize;
*returnSize = 0;
// 分配结果数组和列大小数组的空间
int** result = (int**) malloc(numSubsets * sizeof(int*));
*returnColumnSizes = (int*) malloc(numSubsets * sizeof(int));
// 分配临时子集数组的空间
int* subset = (int*) malloc(numsSize * sizeof(int));
// 使用回溯法搜索所有子集
backtrack(nums, numsSize, subset, 0, 0, result, returnSize, returnColumnSizes);
// 释放临时子集数组的空间
free(subset);
return result;
}
void freeSubsets(int** subsets, int numSubsets, int* returnColumnSizes) {
for (int i = 0; i < numSubsets; i++) {
free(subsets[i]);
}
free(subsets);
free(returnColumnSizes);
}
int main() {
int nums[] = {1, 2, 3};
int numsSize = sizeof(nums) / sizeof(nums[0]);
int returnSize;
int* returnColumnSizes;
int** result = subsets(nums, numsSize, &returnSize, &returnColumnSizes);
// 输出所有子集
for (int i = 0; i < returnSize; i++) {
printf("[");
for (int j = 0; j < returnColumnSizes[i]; j++) {
printf("%d ", result[i][j]);
}
printf("]\n");
}
// 释放内存
freeSubsets(result, returnSize, returnColumnSizes);
return 0;
}
```
在这个示例代码中,我们首先定义了 `backtrack` 函数,它用于回溯搜索所有可能的子集。它接受当前数组 `nums`、数组大小 `numsSize`、当前子集 `subset`、子集大小 `subsetSize`、起始索引 `start`、结果数组 `result`、结果数组大小 `returnSize` 和结果数组列大小 `returnColumnSizes`。在每个递归步骤中,我们将当前子集添加到结果数组,然后继续向下递归搜索。在回溯时,我们将当前元素从子集中移除。
然后,我们定义了 `subsets` 函数,它接受整数数组 `nums`、数组大小 `numsSize`、返回子集的数量 `returnSize` 和返回每个子集的大小 `returnColumnSizes`。该函数使用回溯法搜索所有可能的子集,并将它们存储在一个二维数组中。
最后,在 `main` 函数中,我们使用示例数组 `[1, 2, 3]` 调用 `subsets` 函数,并输出所有生成的子集。最后,我们使用 `freeSubsets` 函数释放分配的内存。
请注意,在使用完动态分配的内存后,一定要记得使用 `free` 函数将其释放,以避免内存泄漏的问题。
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