使用c语言采用子集树和排列树两种方式解决子集和问题并给出所有解,写出思路并给出相应代码以及代码注释,简介明了
时间: 2024-01-15 17:03:01 浏览: 69
子集和问题可以描述为:给定一个包含n个正整数的集合S和一个目标整数T,是否存在一个子集S'使得S'中的元素之和等于T。如果存在这样的子集,输出所有可能的子集,否则输出无解。
下面分别介绍使用子集树和排列树两种方式来解决子集和问题。
1. 子集树
子集树是一种深度优先搜索的算法,它通过递归的方式枚举所有可能的解。在子集树中,每个节点代表了一个子集,而每个子集都是由上一个节点的子集加上一个新的元素得到的。因此,子集树是一棵二叉树,其中每个节点有两个儿子,分别表示选择该节点元素和不选择该节点元素两种情况。
子集树的代码实现如下:
```c
#include <stdio.h>
#define MAX_N 20
int S[MAX_N]; // 集合S
int n; // 集合S中元素的个数
int T; // 目标整数T
int subset[MAX_N]; // 当前子集
int sum; // 当前子集元素之和
void dfs(int i) {
if (i == n) { // 遍历完所有元素
if (sum == T) { // 当前子集的元素之和等于目标整数T
for (int j = 0; j < n; j++) {
if (subset[j]) {
printf("%d ", S[j]); // 输出当前子集
}
}
printf("\n");
}
return;
}
subset[i] = 1; // 选择第i个元素
sum += S[i];
dfs(i + 1);
subset[i] = 0; // 不选择第i个元素
sum -= S[i];
dfs(i + 1);
}
int main() {
scanf("%d%d", &n, &T);
for (int i = 0; i < n; i++) {
scanf("%d", &S[i]);
}
dfs(0);
return 0;
}
```
代码中的dfs函数是子集树的核心部分,它通过递归的方式遍历所有可能的子集。当遍历到叶子节点时,如果当前子集的元素之和等于目标整数T,则输出该子集。
2. 排列树
排列树也是一种深度优先搜索的算法,它通过枚举所有可能的排列来解决子集和问题。与子集树不同的是,在排列树中,每个节点表示一个排列,而每个排列都是由上一个节点的排列交换两个元素得到的。因此,排列树是一棵多叉树,其中每个节点有n个儿子,分别表示将该节点的第i个元素与第j个元素交换(1 <= i, j <= n)。
排列树的代码实现如下:
```c
#include <stdio.h>
#define MAX_N 20
int S[MAX_N]; // 集合S
int n; // 集合S中元素的个数
int T; // 目标整数T
int perm[MAX_N]; // 当前排列
int sum; // 当前子集元素之和
void dfs(int i) {
if (i == n) { // 遍历完所有元素
int tmp_sum = 0;
for (int j = 0; j < n; j++) {
tmp_sum += S[j] * perm[j]; // 计算当前排列的元素之和
}
if (tmp_sum == T) { // 当前排列的元素之和等于目标整数T
for (int j = 0; j < n; j++) {
printf("%d ", perm[j]); // 输出当前排列
}
printf("\n");
}
return;
}
for (int j = i; j < n; j++) { // 枚举第i到第n个元素与第i个元素交换
int tmp = perm[i];
perm[i] = perm[j];
perm[j] = tmp;
dfs(i + 1);
tmp = perm[i];
perm[i] = perm[j];
perm[j] = tmp;
}
}
int main() {
scanf("%d%d", &n, &T);
for (int i = 0; i < n; i++) {
scanf("%d", &S[i]);
perm[i] = i; // 初始化排列为1, 2, ..., n
}
dfs(0);
return 0;
}
```
代码中的dfs函数是排列树的核心部分,它通过递归的方式遍历所有可能的排列。当遍历到叶子节点时,如果当前排列的元素之和等于目标整数T,则输出该排列。
以上就是使用子集树和排列树两种方式解决子集和问题的思路和相应的代码实现。
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