Trouver toutes les combinaisons possibles de nombres pour atteindre une somme donnée
comment procéderiez-vous pour tester toutes les combinaisons possibles d'additions à partir d'un ensemble donné de nombres pour qu'elles s'additionnent à un nombre final donné?
exemple:
- jeu de chiffres à ajouter: {1,5,22,15,0,...}
- résultat souhaité: 12345
24 réponses
ce problème peut être résolu avec une combinaison récursive de toutes les sommes possibles filtrant ceux qui atteignent la cible. Voici l'algorithme en Python:
def subset_sum(numbers, target, partial=[]):
s = sum(partial)
# check if the partial sum is equals to target
if s == target:
print "sum(%s)=%s" % (partial, target)
if s >= target:
return # if we reach the number why bother to continue
for i in range(len(numbers)):
n = numbers[i]
remaining = numbers[i+1:]
subset_sum(remaining, target, partial + [n])
if __name__ == "__main__":
subset_sum([3,9,8,4,5,7,10],15)
#Outputs:
#sum([3, 8, 4])=15
#sum([3, 5, 7])=15
#sum([8, 7])=15
#sum([5, 10])=15
ce type d'algorithmes sont très bien expliqués dans le suivant conférence de programmation abstraite de Standford - cette vidéo est très recommandable pour comprendre comment la récursion fonctionne pour générer des permutations de solutions.
Modifier
le ci-dessus comme une fonction de générateur, ce qui le rend un peu plus utile. Nécessite Python 3.3 + à cause de yield from .
def subset_sum(numbers, target, partial=[], partial_sum=0):
if partial_sum == target:
yield partial
if partial_sum >= target:
return
for i, n in enumerate(numbers):
remaining = numbers[i + 1:]
yield from subset_sum(remaining, target, partial + [n], partial_sum + n)
Voici la version Java du même algorithme:
package tmp;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
class SumSet {
static void sum_up_recursive(ArrayList<Integer> numbers, int target, ArrayList<Integer> partial) {
int s = 0;
for (int x: partial) s += x;
if (s == target)
System.out.println("sum("+Arrays.toString(partial.toArray())+")="+target);
if (s >= target)
return;
for(int i=0;i<numbers.size();i++) {
ArrayList<Integer> remaining = new ArrayList<Integer>();
int n = numbers.get(i);
for (int j=i+1; j<numbers.size();j++) remaining.add(numbers.get(j));
ArrayList<Integer> partial_rec = new ArrayList<Integer>(partial);
partial_rec.add(n);
sum_up_recursive(remaining,target,partial_rec);
}
}
static void sum_up(ArrayList<Integer> numbers, int target) {
sum_up_recursive(numbers,target,new ArrayList<Integer>());
}
public static void main(String args[]) {
Integer[] numbers = {3,9,8,4,5,7,10};
int target = 15;
sum_up(new ArrayList<Integer>(Arrays.asList(numbers)),target);
}
}
C'est exactement la même heuristique. Mon Java est un peu rouillé, mais je pense qu'il est facile à comprendre.
C# conversion de la solution Java: (par @JeremyThompson)
public static void Main(string[] args)
{
List<int> numbers = new List<int>() { 3, 9, 8, 4, 5, 7, 10 };
int target = 15;
sum_up(numbers, target);
}
private static void sum_up(List<int> numbers, int target)
{
sum_up_recursive(numbers, target, new List<int>());
}
private static void sum_up_recursive(List<int> numbers, int target, List<int> partial)
{
int s = 0;
foreach (int x in partial) s += x;
if (s == target)
Console.WriteLine("sum(" + string.Join(",", partial.ToArray()) + ")=" + target);
if (s >= target)
return;
for (int i = 0; i < numbers.Count; i++)
{
List<int> remaining = new List<int>();
int n = numbers[i];
for (int j = i + 1; j < numbers.Count; j++) remaining.Add(numbers[j]);
List<int> partial_rec = new List<int>(partial);
partial_rec.Add(n);
sum_up_recursive(remaining, target, partial_rec);
}
}
Ruby solution: (by @emaillenin)
def subset_sum(numbers, target, partial=[])
s = partial.inject 0, :+
# check if the partial sum is equals to target
puts "sum(#{partial})=#{target}" if s == target
return if s >= target # if we reach the number why bother to continue
(0..(numbers.length - 1)).each do |i|
n = numbers[i]
remaining = numbers.drop(i+1)
subset_sum(remaining, target, partial + [n])
end
end
subset_sum([3,9,8,4,5,7,10],15)
Edit: discussion sur la complexité
comme d'autres le mentionnent, il s'agit d'un NP-hard problem . Il peut être résolu dans le temps exponentiel O (2^n), Par exemple pour n=10 il y aura 1024 solutions possibles. Si les cibles sont essayer d'atteindre sont dans une faible gamme alors cet algorithme fonctionne. Ainsi par exemple:
subset_sum([1,2,3,4,5,6,7,8,9,10],100000) génère 1024 branches car la cible ne parvient jamais à filtrer les solutions possibles.
d'autre part subset_sum([1,2,3,4,5,6,7,8,9,10],10) génère seulement 175 branches, parce que la cible pour atteindre 10 obtient de filtrer de nombreuses combinaisons.
si N et Target sont de grands nombres on devrait passer dans une approximation version de la solution.
In Haskell :
filter ((==) 12345 . sum) $ subsequences [1,5,22,15,0,..]
Et J :
(]#~12345=+/@>)(]<@#~[:#:@i.2^#)1 5 22 15 0 ...
comme vous pouvez le remarquer, les deux adoptent la même approche et divisent le problème en deux parties: générer chaque membre de l'ensemble de puissance, et vérifier la somme de chaque membre à la cible.
Il y a d'autres solutions mais c'est le plus simple.
avez-vous besoin d'aide avec une, ou trouver une approche différente?
la solution de ce problème a été donnée un million de fois sur L'Internet. Le problème est appelé le problème de changement de pièce . On peut trouver des solutions à http://rosettacode.org/wiki/Count_the_coins et modèle mathématique de celui-ci à http://jaqm.ro/issues/volume-5, issue-2/pdfs / patterson_harmel.pdf (ou Google coin change problem ).
soit dit en passant, le La solution Scala de Tsagadai est intéressante. Cet exemple produit 1 ou 0. Comme effet secondaire, il répertorie sur la console toutes les solutions possibles. Il affiche la solution, mais ne parvient pas à la rendre utilisable de quelque manière que ce soit.
pour être aussi utile que possible, le code doit renvoyer un List[List[Int]] afin de permettre d'obtenir le nombre de solution (longueur de la liste des listes), la" meilleure " solution (la liste la plus courte), ou toutes les solutions possibles.
voici un exemple. Il est très inefficace, mais il est facile à comprendre.
object Sum extends App {
def sumCombinations(total: Int, numbers: List[Int]): List[List[Int]] = {
def add(x: (Int, List[List[Int]]), y: (Int, List[List[Int]])): (Int, List[List[Int]]) = {
(x._1 + y._1, x._2 ::: y._2)
}
def sumCombinations(resultAcc: List[List[Int]], sumAcc: List[Int], total: Int, numbers: List[Int]): (Int, List[List[Int]]) = {
if (numbers.isEmpty || total < 0) {
(0, resultAcc)
} else if (total == 0) {
(1, sumAcc :: resultAcc)
} else {
add(sumCombinations(resultAcc, sumAcc, total, numbers.tail), sumCombinations(resultAcc, numbers.head :: sumAcc, total - numbers.head, numbers))
}
}
sumCombinations(Nil, Nil, total, numbers.sortWith(_ > _))._2
}
println(sumCombinations(15, List(1, 2, 5, 10)) mkString "\n")
}
quand il est lancé, il affiche:
List(1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1)
List(1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 2)
List(1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 2)
List(1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 2)
List(1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 2)
List(1, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 2, 2)
List(1, 1, 1, 2, 2, 2, 2, 2, 2)
List(1, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2)
List(1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 5)
List(1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 5)
List(1, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 5)
List(1, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 5)
List(1, 1, 2, 2, 2, 2, 5)
List(2, 2, 2, 2, 2, 5)
List(1, 1, 1, 1, 1, 5, 5)
List(1, 1, 1, 2, 5, 5)
List(1, 2, 2, 5, 5)
List(5, 5, 5)
List(1, 1, 1, 1, 1, 10)
List(1, 1, 1, 2, 10)
List(1, 2, 2, 10)
List(5, 10)
la fonction sumCombinations() peut être utilisée seule, et le résultat peut être analysé plus en détail pour afficher la "meilleure" solution (la liste la plus courte), ou le nombre de solutions (le nombre de listes).
noter que même ainsi, les exigences peuvent ne pas être entièrement satisfaites. Il peut arriver que l'ordre de chaque liste dans la solution être significative. Dans un tel cas, chaque liste devra être dupliqué autant de fois qu'il y a combinaison de ses éléments. Ou nous pourrions être intéressés que dans les combinaisons qui sont différents.
par exemple, on pourrait considérer que List(5, 10) devrait donner deux combinaisons: List(5, 10) et List(10, 5) . Pour List(5, 5, 5) , elle peut donner trois combinaisons ou une seule, selon les exigences. Pour les entiers, les trois permutations sont équivalent, mais s'il s'agit de pièces de monnaie, comme dans le "problème de changement de pièce", ils ne le sont pas.
la question de savoir si chaque numéro (ou pièce de monnaie) peut être utilisé une ou plusieurs fois n'est pas non plus mentionnée dans les exigences. On peut (et on doit!) généraliser le problème à une liste d'occurrences de chaque nombre. Cela se traduit dans la vie réelle, "quels sont les moyens possibles de faire une certaine somme d'argent avec un ensemble de pièces (et non pas un ensemble de valeurs de pièces)". Le problème d'origine est juste un cas particulier de celui-ci, où nous avons autant d'occurrences de chaque pièce que nécessaire pour faire le montant total avec chaque valeur de pièce unique.
une version Javascript:
function subsetSum(numbers, target, partial) {
var s, n, remaining;
partial = partial || [];
// sum partial
s = partial.reduce(function (a, b) {
return a + b;
}, 0);
// check if the partial sum is equals to target
if (s === target) {
console.log("%s=%s", partial.join("+"), target)
}
if (s >= target) {
return; // if we reach the number why bother to continue
}
for (var i = 0; i < numbers.length; i++) {
n = numbers[i];
remaining = numbers.slice(i + 1);
subsetSum(remaining, target, partial.concat([n]));
}
}
subsetSum([3,9,8,4,5,7,10],15);
// output:
// 3+8+4=15
// 3+5+7=15
// 8+7=15
// 5+10=15C # version de @msalvadores code answer
void Main()
{
int[] numbers = {3,9,8,4,5,7,10};
int target = 15;
sum_up(new List<int>(numbers.ToList()),target);
}
static void sum_up_recursive(List<int> numbers, int target, List<int> part)
{
int s = 0;
foreach (int x in part)
{
s += x;
}
if (s == target)
{
Console.WriteLine("sum(" + string.Join(",", part.Select(n => n.ToString()).ToArray()) + ")=" + target);
}
if (s >= target)
{
return;
}
for (int i = 0;i < numbers.Count;i++)
{
var remaining = new List<int>();
int n = numbers[i];
for (int j = i + 1; j < numbers.Count;j++)
{
remaining.Add(numbers[j]);
}
var part_rec = new List<int>(part);
part_rec.Add(n);
sum_up_recursive(remaining,target,part_rec);
}
}
static void sum_up(List<int> numbers, int target)
{
sum_up_recursive(numbers,target,new List<int>());
}
version C++ du même algorithme
#include <iostream>
#include <list>
void subset_sum_recursive(std::list<int> numbers, int target, std::list<int> partial)
{
int s = 0;
for (std::list<int>::const_iterator cit = partial.begin(); cit != partial.end(); cit++)
{
s += *cit;
}
if(s == target)
{
std::cout << "sum([";
for (std::list<int>::const_iterator cit = partial.begin(); cit != partial.end(); cit++)
{
std::cout << *cit << ",";
}
std::cout << "])=" << target << std::endl;
}
if(s >= target)
return;
int n;
for (std::list<int>::const_iterator ai = numbers.begin(); ai != numbers.end(); ai++)
{
n = *ai;
std::list<int> remaining;
for(std::list<int>::const_iterator aj = ai; aj != numbers.end(); aj++)
{
if(aj == ai)continue;
remaining.push_back(*aj);
}
std::list<int> partial_rec=partial;
partial_rec.push_back(n);
subset_sum_recursive(remaining,target,partial_rec);
}
}
void subset_sum(std::list<int> numbers,int target)
{
subset_sum_recursive(numbers,target,std::list<int>());
}
int main()
{
std::list<int> a;
a.push_back (3); a.push_back (9); a.push_back (8);
a.push_back (4);
a.push_back (5);
a.push_back (7);
a.push_back (10);
int n = 15;
//std::cin >> n;
subset_sum(a, n);
return 0;
}
j'ai pensé que j'utiliserais une réponse de cette question mais je ne pouvais pas, donc voici ma réponse. Il utilise une version modifiée d'une réponse dans Structure et interprétation des programmes D'ordinateur . Je pense que c'est une meilleure solution récursive et devrait ravir les puristes plus.
ma réponse est en Scala (et toutes mes excuses si mon Scala craint, je viens de commencer à l'apprendre). La findSumCombinations folie est de trier et unique la liste originale pour la récursion pour prévenir les dupes.
def findSumCombinations(target: Int, numbers: List[Int]): Int = {
cc(target, numbers.distinct.sortWith(_ < _), List())
}
def cc(target: Int, numbers: List[Int], solution: List[Int]): Int = {
if (target == 0) {println(solution); 1 }
else if (target < 0 || numbers.length == 0) 0
else
cc(target, numbers.tail, solution)
+ cc(target - numbers.head, numbers, numbers.head :: solution)
}
pour l'utiliser:
> findSumCombinations(12345, List(1,5,22,15,0,..))
* Prints a whole heap of lists that will sum to the target *
Thank you.. ephemient
j'ai converti la logique ci-dessus de python en php..
<?php
$data = array(array(2,3,5,10,15),array(4,6,23,15,12),array(23,34,12,1,5));
$maxsum = 25;
print_r(bestsum($data,$maxsum)); //function call
function bestsum($data,$maxsum)
{
$res = array_fill(0, $maxsum + 1, '0');
$res[0] = array(); //base case
foreach($data as $group)
{
$new_res = $res; //copy res
foreach($group as $ele)
{
for($i=0;$i<($maxsum-$ele+1);$i++)
{
if($res[$i] != 0)
{
$ele_index = $i+$ele;
$new_res[$ele_index] = $res[$i];
$new_res[$ele_index][] = $ele;
}
}
}
$res = $new_res;
}
for($i=$maxsum;$i>0;$i--)
{
if($res[$i]!=0)
{
return $res[$i];
break;
}
}
return array();
}
?>
une autre solution python serait d'utiliser le module itertools.combinations comme suit:
#!/usr/local/bin/python
from itertools import combinations
def find_sum_in_list(numbers, target):
results = []
for x in range(len(numbers)):
results.extend(
[
combo for combo in combinations(numbers ,x)
if sum(combo) == target
]
)
print results
if __name__ == "__main__":
find_sum_in_list([3,9,8,4,5,7,10], 15)
sortie: [(8, 7), (5, 10), (3, 8, 4), (3, 5, 7)]
pour trouver les combinaisons en utilisant excel - (son assez facile). (Votre ordinateur ne doit pas être trop lent)
- allez à ce site
- Aller à la "Somme de Cible" de la page
-
Téléchargez le fichier excel" Sum to Target".
suivez les instructions sur la page Web.
espérons que cette aide.
Voici une version Java qui est bien adaptée pour la petite N et la très grande somme cible, quand la complexité O(t*N) (la solution dynamique) est plus grande que l'algorithme exponentiel. Ma version utilise un meet in the middle attack, ainsi qu'un peu de shifting afin de réduire la complexité de la classique naïve O(n*2^n) à O(2^(n/2)) .
si vous voulez utiliser ceci pour des ensembles avec entre 32 et 64 éléments, vous devez changer le int qui représente le sous-ensemble actuel dans la fonction step à un long bien que la performance sera évidemment drastiquement diminuer que la taille définie augmente. Si vous voulez l'utiliser pour un jeu avec un nombre impair d'éléments, vous devez ajouter un 0 à l'ensemble afin de le rendre encore numérotés.
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class SubsetSumMiddleAttack {
static final int target = 100000000;
static final int[] set = new int[]{ ... };
static List<Subset> evens = new ArrayList<>();
static List<Subset> odds = new ArrayList<>();
static int[][] split(int[] superSet) {
int[][] ret = new int[2][superSet.length / 2];
for (int i = 0; i < superSet.length; i++) ret[i % 2][i / 2] = superSet[i];
return ret;
}
static void step(int[] superSet, List<Subset> accumulator, int subset, int sum, int counter) {
accumulator.add(new Subset(subset, sum));
if (counter != superSet.length) {
step(superSet, accumulator, subset + (1 << counter), sum + superSet[counter], counter + 1);
step(superSet, accumulator, subset, sum, counter + 1);
}
}
static void printSubset(Subset e, Subset o) {
String ret = "";
for (int i = 0; i < 32; i++) {
if (i % 2 == 0) {
if ((1 & (e.subset >> (i / 2))) == 1) ret += " + " + set[i];
}
else {
if ((1 & (o.subset >> (i / 2))) == 1) ret += " + " + set[i];
}
}
if (ret.startsWith(" ")) ret = ret.substring(3) + " = " + (e.sum + o.sum);
System.out.println(ret);
}
public static void main(String[] args) {
int[][] superSets = split(set);
step(superSets[0], evens, 0,0,0);
step(superSets[1], odds, 0,0,0);
for (Subset e : evens) {
for (Subset o : odds) {
if (e.sum + o.sum == target) printSubset(e, o);
}
}
}
}
class Subset {
int subset;
int sum;
Subset(int subset, int sum) {
this.subset = subset;
this.sum = sum;
}
}
c'est similaire à un problème de changement de pièce
public class CoinCount
{
public static void main(String[] args)
{
int[] coins={1,4,6,2,3,5};
int count=0;
for (int i=0;i<coins.length;i++)
{
count=count+Count(9,coins,i,0);
}
System.out.println(count);
}
public static int Count(int Sum,int[] coins,int index,int curSum)
{
int count=0;
if (index>=coins.length)
return 0;
int sumNow=curSum+coins[index];
if (sumNow>Sum)
return 0;
if (sumNow==Sum)
return 1;
for (int i= index+1;i<coins.length;i++)
count+=Count(Sum,coins,i,sumNow);
return count;
}
}
algorithme très efficace utilisant des tableaux que j'ai écrits en c++ il y a quelques années.
si vous définissez PRINT 1 il imprimera toutes les combinaisons(mais il ne sera pas utiliser la méthode efficace).
son si efficace qu'il calcule plus de 10^14 combinaisons en moins de 10ms.
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
//#include "CTime.h"
#define SUM 300
#define MAXNUMsSIZE 30
#define PRINT 0
long long CountAddToSum(int,int[],int,const int[],int);
void printr(const int[], int);
long long table1[SUM][MAXNUMsSIZE];
int main()
{
int Nums[]={3,4,5,6,7,9,13,11,12,13,22,35,17,14,18,23,33,54};
int sum=SUM;
int size=sizeof(Nums)/sizeof(int);
int i,j,a[]={0};
long long N=0;
//CTime timer1;
for(i=0;i<SUM;++i)
for(j=0;j<MAXNUMsSIZE;++j)
table1[i][j]=-1;
N = CountAddToSum(sum,Nums,size,a,0); //algorithm
//timer1.Get_Passd();
//printf("\nN=%lld time=%.1f ms\n", N,timer1.Get_Passd());
printf("\nN=%lld \n", N);
getchar();
return 1;
}
long long CountAddToSum(int s, int arr[],int arrsize, const int r[],int rsize)
{
static int totalmem=0, maxmem=0;
int i,*rnew;
long long result1=0,result2=0;
if(s<0) return 0;
if (table1[s][arrsize]>0 && PRINT==0) return table1[s][arrsize];
if(s==0)
{
if(PRINT) printr(r, rsize);
return 1;
}
if(arrsize==0) return 0;
//else
rnew=(int*)malloc((rsize+1)*sizeof(int));
for(i=0;i<rsize;++i) rnew[i]=r[i];
rnew[rsize]=arr[arrsize-1];
result1 = CountAddToSum(s,arr,arrsize-1,rnew,rsize);
result2 = CountAddToSum(s-arr[arrsize-1],arr,arrsize,rnew,rsize+1);
table1[s][arrsize]=result1+result2;
free(rnew);
return result1+result2;
}
void printr(const int r[], int rsize)
{
int lastr=r[0],count=0,i;
for(i=0; i<rsize;++i)
{
if(r[i]==lastr)
count++;
else
{
printf(" %d*%d ",count,lastr);
lastr=r[i];
count=1;
}
}
if(r[i-1]==lastr) printf(" %d*%d ",count,lastr);
printf("\n");
}
Java version non récursive qui ne fait qu'ajouter des éléments et les redistribuer parmi les valeurs possibles. 0 's sont ignorés et fonctionne pour des listes fixes (ce que vous êtes donné est ce que vous pouvez jouer avec) ou une liste de numéros répétables.
import java.util.*;
public class TestCombinations {
public static void main(String[] args) {
ArrayList<Integer> numbers = new ArrayList<>(Arrays.asList(0, 1, 2, 2, 5, 10, 20));
LinkedHashSet<Integer> targets = new LinkedHashSet<Integer>() {{
add(4);
add(10);
add(25);
}};
System.out.println("## each element can appear as many times as needed");
for (Integer target: targets) {
Combinations combinations = new Combinations(numbers, target, true);
combinations.calculateCombinations();
for (String solution: combinations.getCombinations()) {
System.out.println(solution);
}
}
System.out.println("## each element can appear only once");
for (Integer target: targets) {
Combinations combinations = new Combinations(numbers, target, false);
combinations.calculateCombinations();
for (String solution: combinations.getCombinations()) {
System.out.println(solution);
}
}
}
public static class Combinations {
private boolean allowRepetitions;
private int[] repetitions;
private ArrayList<Integer> numbers;
private Integer target;
private Integer sum;
private boolean hasNext;
private Set<String> combinations;
/**
* Constructor.
*
* @param numbers Numbers that can be used to calculate the sum.
* @param target Target value for sum.
*/
public Combinations(ArrayList<Integer> numbers, Integer target) {
this(numbers, target, true);
}
/**
* Constructor.
*
* @param numbers Numbers that can be used to calculate the sum.
* @param target Target value for sum.
*/
public Combinations(ArrayList<Integer> numbers, Integer target, boolean allowRepetitions) {
this.allowRepetitions = allowRepetitions;
if (this.allowRepetitions) {
Set<Integer> numbersSet = new HashSet<>(numbers);
this.numbers = new ArrayList<>(numbersSet);
} else {
this.numbers = numbers;
}
this.numbers.removeAll(Arrays.asList(0));
Collections.sort(this.numbers);
this.target = target;
this.repetitions = new int[this.numbers.size()];
this.combinations = new LinkedHashSet<>();
this.sum = 0;
if (this.repetitions.length > 0)
this.hasNext = true;
else
this.hasNext = false;
}
/**
* Calculate and return the sum of the current combination.
*
* @return The sum.
*/
private Integer calculateSum() {
this.sum = 0;
for (int i = 0; i < repetitions.length; ++i) {
this.sum += repetitions[i] * numbers.get(i);
}
return this.sum;
}
/**
* Redistribute picks when only one of each number is allowed in the sum.
*/
private void redistribute() {
for (int i = 1; i < this.repetitions.length; ++i) {
if (this.repetitions[i - 1] > 1) {
this.repetitions[i - 1] = 0;
this.repetitions[i] += 1;
}
}
if (this.repetitions[this.repetitions.length - 1] > 1)
this.repetitions[this.repetitions.length - 1] = 0;
}
/**
* Get the sum of the next combination. When 0 is returned, there's no other combinations to check.
*
* @return The sum.
*/
private Integer next() {
if (this.hasNext && this.repetitions.length > 0) {
this.repetitions[0] += 1;
if (!this.allowRepetitions)
this.redistribute();
this.calculateSum();
for (int i = 0; i < this.repetitions.length && this.sum != 0; ++i) {
if (this.sum > this.target) {
this.repetitions[i] = 0;
if (i + 1 < this.repetitions.length) {
this.repetitions[i + 1] += 1;
if (!this.allowRepetitions)
this.redistribute();
}
this.calculateSum();
}
}
if (this.sum.compareTo(0) == 0)
this.hasNext = false;
}
return this.sum;
}
/**
* Calculate all combinations whose sum equals target.
*/
public void calculateCombinations() {
while (this.hasNext) {
if (this.next().compareTo(target) == 0)
this.combinations.add(this.toString());
}
}
/**
* Return all combinations whose sum equals target.
*
* @return Combinations as a set of strings.
*/
public Set<String> getCombinations() {
return this.combinations;
}
@Override
public String toString() {
StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder("" + sum + ": ");
for (int i = 0; i < repetitions.length; ++i) {
for (int j = 0; j < repetitions[i]; ++j) {
stringBuilder.append(numbers.get(i) + " ");
}
}
return stringBuilder.toString();
}
}
}
entrée D'échantillon:
numbers: 0, 1, 2, 2, 5, 10, 20
targets: 4, 10, 25
sortie D'échantillon:
## each element can appear as many times as needed
4: 1 1 1 1
4: 1 1 2
4: 2 2
10: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
10: 1 1 1 1 1 1 1 1 2
10: 1 1 1 1 1 1 2 2
10: 1 1 1 1 2 2 2
10: 1 1 2 2 2 2
10: 2 2 2 2 2
10: 1 1 1 1 1 5
10: 1 1 1 2 5
10: 1 2 2 5
10: 5 5
10: 10
25: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
25: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2
25: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2
25: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2
25: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2
25: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2
25: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2
25: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2
25: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2
25: 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2
25: 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
25: 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
25: 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
25: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 5
25: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 5
25: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 5
25: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 5
25: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 5
25: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 5
25: 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 5
25: 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 5
25: 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 5
25: 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 5
25: 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 5
25: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 5 5
25: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 5 5
25: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 5 5
25: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 5 5
25: 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 5 5
25: 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 5 5
25: 1 1 1 2 2 2 2 2 2 5 5
25: 1 2 2 2 2 2 2 2 5 5
25: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 5 5 5
25: 1 1 1 1 1 1 1 1 2 5 5 5
25: 1 1 1 1 1 1 2 2 5 5 5
25: 1 1 1 1 2 2 2 5 5 5
25: 1 1 2 2 2 2 5 5 5
25: 2 2 2 2 2 5 5 5
25: 1 1 1 1 1 5 5 5 5
25: 1 1 1 2 5 5 5 5
25: 1 2 2 5 5 5 5
25: 5 5 5 5 5
25: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 10
25: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 10
25: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 10
25: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 10
25: 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 10
25: 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 10
25: 1 1 1 2 2 2 2 2 2 10
25: 1 2 2 2 2 2 2 2 10
25: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 5 10
25: 1 1 1 1 1 1 1 1 2 5 10
25: 1 1 1 1 1 1 2 2 5 10
25: 1 1 1 1 2 2 2 5 10
25: 1 1 2 2 2 2 5 10
25: 2 2 2 2 2 5 10
25: 1 1 1 1 1 5 5 10
25: 1 1 1 2 5 5 10
25: 1 2 2 5 5 10
25: 5 5 5 10
25: 1 1 1 1 1 10 10
25: 1 1 1 2 10 10
25: 1 2 2 10 10
25: 5 10 10
25: 1 1 1 1 1 20
25: 1 1 1 2 20
25: 1 2 2 20
25: 5 20
## each element can appear only once
4: 2 2
10: 1 2 2 5
10: 10
25: 1 2 2 20
25: 5 20
Swift 3 conversion of Java solution: (by @JeremyThompson)
protocol _IntType { }
extension Int: _IntType {}
extension Array where Element: _IntType {
func subsets(to: Int) -> [[Element]]? {
func sum_up_recursive(_ numbers: [Element], _ target: Int, _ partial: [Element], _ solution: inout [[Element]]) {
var sum: Int = 0
for x in partial {
sum += x as! Int
}
if sum == target {
solution.append(partial)
}
guard sum < target else {
return
}
for i in stride(from: 0, to: numbers.count, by: 1) {
var remaining = [Element]()
for j in stride(from: i + 1, to: numbers.count, by: 1) {
remaining.append(numbers[j])
}
var partial_rec = [Element](partial)
partial_rec.append(numbers[i])
sum_up_recursive(remaining, target, partial_rec, &solution)
}
}
var solutions = [[Element]]()
sum_up_recursive(self, to, [Element](), &solutions)
return solutions.count > 0 ? solutions : nil
}
}
utilisation:
let numbers = [3, 9, 8, 4, 5, 7, 10]
if let solution = numbers.subsets(to: 15) {
print(solution) // output: [[3, 8, 4], [3, 5, 7], [8, 7], [5, 10]]
} else {
print("not possible")
}
Ceci peut être utilisé pour imprimer toutes les réponses ainsi
public void recur(int[] a, int n, int sum, int[] ans, int ind) {
if (n < 0 && sum != 0)
return;
if (n < 0 && sum == 0) {
print(ans, ind);
return;
}
if (sum >= a[n]) {
ans[ind] = a[n];
recur(a, n - 1, sum - a[n], ans, ind + 1);
}
recur(a, n - 1, sum, ans, ind);
}
public void print(int[] a, int n) {
for (int i = 0; i < n; i++)
System.out.print(a[i] + " ");
System.out.println();
}
la complexité temporelle est exponentielle. Ordonnance du 2 juin 151920920"
je faisais quelque chose de similaire pour une mission scala. J'ai pensé à poster ma solution ici:
def countChange(money: Int, coins: List[Int]): Int = {
def getCount(money: Int, remainingCoins: List[Int]): Int = {
if(money == 0 ) 1
else if(money < 0 || remainingCoins.isEmpty) 0
else
getCount(money, remainingCoins.tail) +
getCount(money - remainingCoins.head, remainingCoins)
}
if(money == 0 || coins.isEmpty) 0
else getCount(money, coins)
}
Excel version VBA ci-dessous. J'avais besoin d'implémenter ceci en VBA (pas ma préférence, Ne me jugez pas!), et utilisé les réponses sur cette page pour l'approche. Je télécharge au cas où d'autres auraient besoin d'une version VBA.
Option Explicit
Public Sub SumTarget()
Dim numbers(0 To 6) As Long
Dim target As Long
target = 15
numbers(0) = 3: numbers(1) = 9: numbers(2) = 8: numbers(3) = 4: numbers(4) = 5
numbers(5) = 7: numbers(6) = 10
Call SumUpTarget(numbers, target)
End Sub
Public Sub SumUpTarget(numbers() As Long, target As Long)
Dim part() As Long
Call SumUpRecursive(numbers, target, part)
End Sub
Private Sub SumUpRecursive(numbers() As Long, target As Long, part() As Long)
Dim s As Long, i As Long, j As Long, num As Long
Dim remaining() As Long, partRec() As Long
s = SumArray(part)
If s = target Then Debug.Print "SUM ( " & ArrayToString(part) & " ) = " & target
If s >= target Then Exit Sub
If (Not Not numbers) <> 0 Then
For i = 0 To UBound(numbers)
Erase remaining()
num = numbers(i)
For j = i + 1 To UBound(numbers)
AddToArray remaining, numbers(j)
Next j
Erase partRec()
CopyArray partRec, part
AddToArray partRec, num
SumUpRecursive remaining, target, partRec
Next i
End If
End Sub
Private Function ArrayToString(x() As Long) As String
Dim n As Long, result As String
result = "{" & x(n)
For n = LBound(x) + 1 To UBound(x)
result = result & "," & x(n)
Next n
result = result & "}"
ArrayToString = result
End Function
Private Function SumArray(x() As Long) As Long
Dim n As Long
SumArray = 0
If (Not Not x) <> 0 Then
For n = LBound(x) To UBound(x)
SumArray = SumArray + x(n)
Next n
End If
End Function
Private Sub AddToArray(arr() As Long, x As Long)
If (Not Not arr) <> 0 Then
ReDim Preserve arr(0 To UBound(arr) + 1)
Else
ReDim Preserve arr(0 To 0)
End If
arr(UBound(arr)) = x
End Sub
Private Sub CopyArray(destination() As Long, source() As Long)
Dim n As Long
If (Not Not source) <> 0 Then
For n = 0 To UBound(source)
AddToArray destination, source(n)
Next n
End If
End Sub
sortie (écrite à la fenêtre immédiate) devrait être:
SUM ( {3,8,4} ) = 15
SUM ( {3,5,7} ) = 15
SUM ( {8,7} ) = 15
SUM ( {5,10} ) = 15
Voici une meilleure version avec un meilleur formatage de sortie et des fonctionnalités C++ 11:
void subset_sum_rec(std::vector<int> & nums, const int & target, std::vector<int> & partialNums)
{
int currentSum = std::accumulate(partialNums.begin(), partialNums.end(), 0);
if (currentSum > target)
return;
if (currentSum == target)
{
std::cout << "sum([";
for (auto it = partialNums.begin(); it != std::prev(partialNums.end()); ++it)
cout << *it << ",";
cout << *std::prev(partialNums.end());
std::cout << "])=" << target << std::endl;
}
for (auto it = nums.begin(); it != nums.end(); ++it)
{
std::vector<int> remaining;
for (auto it2 = std::next(it); it2 != nums.end(); ++it2)
remaining.push_back(*it2);
std::vector<int> partial = partialNums;
partial.push_back(*it);
subset_sum_rec(remaining, target, partial);
}
}
Voici une solution dans R
subset_sum = function(numbers,target,partial=0){
if(any(is.na(partial))) return()
s = sum(partial)
if(s == target) print(sprintf("sum(%s)=%s",paste(partial[-1],collapse="+"),target))
if(s > target) return()
for( i in seq_along(numbers)){
n = numbers[i]
remaining = numbers[(i+1):length(numbers)]
subset_sum(remaining,target,c(partial,n))
}
}
j'ai porté L'échantillon C# à L'Objectif c et je ne l'ai pas vu dans les réponses:
//Usage
NSMutableArray* numberList = [[NSMutableArray alloc] init];
NSMutableArray* partial = [[NSMutableArray alloc] init];
int target = 16;
for( int i = 1; i<target; i++ )
{ [numberList addObject:@(i)]; }
[self findSums:numberList target:target part:partial];
//*******************************************************************
// Finds combinations of numbers that add up to target recursively
//*******************************************************************
-(void)findSums:(NSMutableArray*)numbers target:(int)target part:(NSMutableArray*)partial
{
int s = 0;
for (NSNumber* x in partial)
{ s += [x intValue]; }
if (s == target)
{ NSLog(@"Sum[%@]", partial); }
if (s >= target)
{ return; }
for (int i = 0;i < [numbers count];i++ )
{
int n = [numbers[i] intValue];
NSMutableArray* remaining = [[NSMutableArray alloc] init];
for (int j = i + 1; j < [numbers count];j++)
{ [remaining addObject:@([numbers[j] intValue])]; }
NSMutableArray* partRec = [[NSMutableArray alloc] initWithArray:partial];
[partRec addObject:@(n)];
[self findSums:remaining target:target part:partRec];
}
}
@KeithBeller de répondre avec un peu changé les noms de variables et quelques commentaires.
public static void Main(string[] args)
{
List<int> input = new List<int>() { 3, 9, 8, 4, 5, 7, 10 };
int targetSum = 15;
SumUp(input, targetSum);
}
public static void SumUp(List<int> input, int targetSum)
{
SumUpRecursive(input, targetSum, new List<int>());
}
private static void SumUpRecursive(List<int> remaining, int targetSum, List<int> listToSum)
{
// Sum up partial
int sum = 0;
foreach (int x in listToSum)
sum += x;
//Check sum matched
if (sum == targetSum)
Console.WriteLine("sum(" + string.Join(",", listToSum.ToArray()) + ")=" + targetSum);
//Check sum passed
if (sum >= targetSum)
return;
//Iterate each input character
for (int i = 0; i < remaining.Count; i++)
{
//Build list of remaining items to iterate
List<int> newRemaining = new List<int>();
for (int j = i + 1; j < remaining.Count; j++)
newRemaining.Add(remaining[j]);
//Update partial list
List<int> newListToSum = new List<int>(listToSum);
int currentItem = remaining[i];
newListToSum.Add(currentItem);
SumUpRecursive(newRemaining, targetSum, newListToSum);
}
}'
version PHP , inspirée de la version C# de Keith Beller.
la version PHP de bala ne fonctionnait pas pour moi, parce que je n'avais pas besoin de grouper des nombres. Je voulais une implémentation plus simple avec une valeur cible, et un pool de nombres. Cette fonction supprimera également les entrées en double.
/**
* Calculates a subset sum: finds out which combinations of numbers
* from the numbers array can be added together to come to the target
* number.
*
* Returns an indexed array with arrays of number combinations.
*
* Example:
*
* <pre>
* $matches = subset_sum(array(5,10,7,3,20), 25);
* </pre>
*
* Returns:
*
* <pre>
* Array
* (
* [0] => Array
* (
* [0] => 3
* [1] => 5
* [2] => 7
* [3] => 10
* )
* [1] => Array
* (
* [0] => 5
* [1] => 20
* )
* )
* </pre>
*
* @param number[] $numbers
* @param number $target
* @param array $part
* @return array[number[]]
*/
function subset_sum($numbers, $target, $part=null)
{
// we assume that an empty $part variable means this
// is the top level call.
$toplevel = false;
if($part === null) {
$toplevel = true;
$part = array();
}
$s = 0;
foreach($part as $x)
{
$s = $s + $x;
}
// we have found a match!
if($s == $target)
{
sort($part); // ensure the numbers are always sorted
return array(implode('|', $part));
}
// gone too far, break off
if($s >= $target)
{
return null;
}
$matches = array();
$totalNumbers = count($numbers);
for($i=0; $i < $totalNumbers; $i++)
{
$remaining = array();
$n = $numbers[$i];
for($j = $i+1; $j < $totalNumbers; $j++)
{
$remaining[] = $numbers[$j];
}
$part_rec = $part;
$part_rec[] = $n;
$result = subset_sum($remaining, $target, $part_rec);
if($result)
{
$matches = array_merge($matches, $result);
}
}
if(!$toplevel)
{
return $matches;
}
// this is the top level function call: we have to
// prepare the final result value by stripping any
// duplicate results.
$matches = array_unique($matches);
$result = array();
foreach($matches as $entry)
{
$result[] = explode('|', $entry);
}
return $result;
}
recommandé comme réponse:
Voici une solution en utilisant es2015 générateurs :
function* subsetSum(numbers, target, partial = [], partialSum = 0) {
if(partialSum === target) yield partial
if(partialSum >= target) return
for(let i = 0; i < numbers.length; i++){
const remaining = numbers.slice(i + 1)
, n = numbers[i]
yield* subsetSum(remaining, target, [...partial, n], partialSum + n)
}
}
utiliser des générateurs peut en fait être très utile parce qu'il vous permet de mettre en pause l'exécution du script immédiatement après avoir trouvé un sous-ensemble valide. Cela contraste avec les solutions sans générateurs (c'est-à-dire sans état) qui doivent itérer à travers chaque sous-ensemble unique de numbers