C++ 深度优先搜索 (DFS) 算法求解集合子集问题
这是一种基于深度优先搜索 (DFS) 的求解算法,用于求解集合的子集中元素之和等于给定值 k 的最小子集。具体实现过程如下:
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定义全局变量 a,n,k,minpath,minn。
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定义函数 disppath(),用于输出一个解。它遍历存放最优解的 minpath,输出其中的元素,并输出元素个数 minn。
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定义函数 dfs(),用于求解算法。它接受三个参数:path,sum,start。其中,path 存放一个子集,sum 存放 path 中元素之和,start 表示从 a 数组的第 start 个元素开始选择。dfs() 的实现思路如下:
a. 如果 sum 等于给定值 k,表示找到了一个解,比较 path 的元素个数是否小于 minn,如果是,更新 minn 和 minpath。
b. 如果 start 大于等于 n,表示已经选择完了所有元素,返回。
c. 不选当前元素,递归调用 dfs(),start 加 1。
d. 选当前元素,将其加入 path,sum 加上当前元素的值,递归调用 dfs(),start 加 1。
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在 main() 函数中定义 path,初始为空集,调用 dfs() 函数,开始搜索。最后输出存放最优解的 minpath。
本算法的时间复杂度为 O(2^n),因为对于每个元素,都有选或不选两种情况,总共有 2^n 种情况。空间复杂度为 O(n),因为需要存放一个子集的空间。
#include <stdio.h>
#include <vector> //vector是一个能够存放任意类型的动态数组容器
using namespace std;
int a[]={1,2,3,4,5,6};
int n=6,k=10;
vector<int>minpath; //存放最优解
int minn=n; //最多选择n个元素
void disppath() //输出一个解
{
printf(' 选择的元素:');
for (int j=0;j<minpath.size();j++)
printf('%d ',minpath[j]);
printf('元素个数=%d
',minn);
}
void dfs(vector<int>path,int sum,int start) //求解算法
{
if (sum==k)
{
if (path.size()<minn)
{
minn=path.size();
minpath=path;
}
return;
}
else
{
if (start>=n) return;
dfs(path,sum,start+1);
path.push_back(a[start]);
dfs(path,sum+a[start],start+1);
}
}
int main(){
vector<int> path; //path 存放一个子集
dfs(path,0,0);
printf('最优解:
');
disppath();
}
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