29.Algorithm Gossip: 产生可能的集合

说明

给定一组数字或符号,产生所有可能的集合(包括空集合), 例如给定1 2 3,则可能的集合为:

{}、{1}、{1,2}、{1,2,3}、{1,3}、{2}、{2,3}、{3}。

解法

如果不考虑字典顺序,则有个简单的方法可以产生所有的集合,思考二进位数字加法,并注意1出现的位置,如果每个位置都对应一个数字,则由1所对应的数字所产生的就是一个集合,例如:

C++经典算法题-产生可能的集合_#include

了解这个方法之后,剩下的就是如何产生二进位数?有许多方法可以使用,您可以使用unsigned 型别加上&位元运算来产生,这边则是使用阵列搜 寻,首先阵列内容全为0,找第一个1,在还没找到之前将走访过的内容变为0,而第一个找到的0则变为 1,如此重复直到所有的阵列元素都变为1为止,例如:

000 => 100 => 010 => 110 => 001 => 101 => 011 => 111

如果要产生字典顺序,例如若有4个元素,则:

{} => {1} => {1,2} => {1,2,3} => {1,2,3,4} =>
{1,2,4} =>
{1,3} => {1,3,4} =>
{1,4} =>
{2} => {2,3} => {2,3,4} =>
{2,4} =>
{3} => {3,4} =>

{4}

简单的说,如果有n个元素要产生可能的集合,当依序产生集合时,如果最后一个元素是n,而倒数第二个元素是m的话,例如:

{a b c d e n}

则下一个集合就是{a b c d e+1},再依序加入后续的元素。

例如有四个元素,而当产生{1 2 3 4}集合时,则下一个集合就是{1 2 3+1},也就是{1 2 4},由于最后一个元素还是4,所以下一个集合就是{1 2+1},也就是{1 3},接下来再加入后续元素4,也就是{1 3 4},由于又遇到元素4,所以下一个集合是{1 3+1},也就是{1 4}。

代码示例

C无字典顺序

#include <stdio.h> 
#include <stdlib.h>

#define MAXSIZE 20

int main(void) {
char digit[MAXSIZE]; int i, j;
int n;

printf("输入集合个数:"); scanf("%d", &n);

for(i = 0; i < n; i++) digit[i] = '0';

printf("\n{}"); // 空集合

while(1) {
// 找第一个0,并将找到前所经过的元素变为0 for(i = 0; i < n && digit[i] == '1'; digit[i] = '0', i++);

if(i == n) // 找不到0 break;
else // 将第一个找到的0变为1

digit[i] = '1';

// 找第一个1,并记录对应位置
for(i = 0; i < n && digit[i] == '0'; i++); printf("\n{%d", i+1);
for(j = i + 1; j < n; j++) if(digit[j] == '1')
printf(",%d", j + 1);

printf("}");
}

printf("\n");

return 0;
}

C字典顺序

#include <stdio.h> 
#include <stdlib.h>

#define MAXSIZE 20

int main(void) {
int set[MAXSIZE]; int i, n, position = 0;

printf("输入集合个数:"); scanf("%d", &n);
printf("\n{}"); set[position] = 1;

while(1) {
printf("\n{%d", set[0]); // 印第一个数
for(i = 1; i <= position; i++) printf(",%d", set[i]);
printf("}");

if(set[position] < n) { // 递增集合个数set[position+1] = set[position] + 1; position++;
}
else if(position != 0) { // 如果不是第一个位置
position--; // 倒退
set[position]++; // 下一个集合尾数
}
else // 已倒退至第一个位置
break;
}

printf("\n");

return 0;
}