C++求解分支限界法解决子集和数的问题
时间: 2024-03-19 15:46:01 浏览: 66
子集问题的解决c++实现
子集和问题是一个经典的NP完全问题,可以使用分支限界法来解决。以下是C++实现的伪代码:
```c++
#include <iostream>
#include <queue>
#include <algorithm>
using namespace std;
const int MAXN = 1005;
struct Node {
int sum; // 当前节点的和
int level; // 当前节点所处的层数(即选取的元素个数)
bool used[MAXN]; // 记录已经选取的元素
};
bool operator<(const Node& a, const Node& b) {
return a.sum < b.sum; // 优先队列中元素的比较函数
}
int n, m;
int a[MAXN];
bool ans[MAXN];
bool dfs() {
priority_queue<Node> q;
Node u, v;
u.level = 0;
u.sum = 0;
memset(u.used, false, sizeof(u.used));
q.push(u); // 将初始节点压入优先队列中
while (!q.empty()) {
u = q.top();
q.pop();
// 如果当前节点已经达到目标值,记录答案并返回true
if (u.level == m && u.sum == n) {
for (int i = 1; i <= m; i++) {
ans[i] = u.used[i];
}
return true;
}
// 如果当前节点已经达到目标层数,跳过
if (u.level == m) {
continue;
}
// 不选取当前层的元素
v.level = u.level + 1;
v.sum = u.sum;
memcpy(v.used, u.used, sizeof(v.used));
q.push(v);
// 选取当前层的元素
if (v.sum + a[v.level] <= n) { // 剪枝1:如果当前元素加上前面元素的和已经大于目标值,剪枝
v.sum += a[v.level];
v.used[v.level] = true;
q.push(v);
}
}
return false;
}
int main() {
cin >> n >> m;
for (int i = 1; i <= m; i++) {
cin >> a[i];
}
sort(a + 1, a + m + 1, greater<int>()); // 按照从大到小的顺序排序,方便剪枝
if (dfs()) {
cout << "Yes" << endl;
for (int i = 1; i <= m; i++) {
if (ans[i]) {
cout << a[i] << " ";
}
}
cout << endl;
} else {
cout << "No" << endl;
}
return 0;
}
```
在上述代码中,我们使用了一个优先队列来存储当前节点。优先队列的比较函数是按照节点的和来排序的,这是因为我们希望在搜索时优先搜索和较小的节点,这样可以更快地找到答案。在每一次搜索时,我们先把当前节点的不选取当前层元素的子节点压入队列中,然后再把选取当前层元素的子节点压入队列中。如果当前节点已经达到目标值,则输出答案;如果已经达到目标层数,则跳过。
在搜索时,我们使用了一些剪枝技巧,可以减少搜索的时间复杂度。具体来说,我们按照从大到小的顺序对元素进行排序,这样可以在搜索过程中尽早发现哪些元素不能选取;如果当前节点加上前面元素的和已经大于目标值,则剪去该节点;如果当前节点已经达到目标层数,则跳过。
以上就是使用分支限界法解决子集和问题的C++实现。
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