Trouver toutes les combinaisons possibles de nombres pour atteindre une somme donnée
Comment feriez-vous pour tester toutes les combinaisons possibles d'ajouts à partir d'un ensemble donné de nombres afin qu'elles totalisent un nombre final donné?
Exemple:
- Ensemble de nombres à ajouter: {1,5,22,15,0, ...}
- Résultat souhaité: 12345
Ce problème peut être résolu avec une combinaison récursive de toutes les sommes possibles en filtrant celles 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 __== "__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 est très bien expliqué dans ce qui suit conférence de Standford sur la programmation abstraite - cette vidéo est très recommandable pour comprendre le fonctionnement de la récursivité pour générer des permutations de solutions.
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Ce qui précède est une fonction génératrice, ce qui le rend un peu plus utile. Requiert 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 que c'est facile à comprendre.
Conversion en C # 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);
}
}
Solution Ruby: (par @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 de complexité
Comme d'autres le mentionnent, il s'agit d'un problème NP-difficile . Il peut être résolu en temps exponentiel O (2 ^ n). Par exemple, pour n = 10, il y aura 1024 solutions possibles. Si les cibles que vous essayez d'atteindre se situent dans une plage basse, 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 peut jamais filtrer les solutions possibles.
Par contre, subset_sum([1,2,3,4,5,6,7,8,9,10],10) ne génère que 175 branches, car la cible à atteindre 10 obtient le filtrage de nombreuses combinaisons.
Si N et Target sont de grands nombres, il convient de passer à une version approximative de la solution.
Dans Haskell :
filter ((==) 12345 . sum) $ subsequences [1,5,22,15,0,..]
Et J :
(]#~12345=+/@>)(]<@#~[:#:@i.2^#)1 5 22 15 0 ...
Comme vous pouvez le constater, les deux adoptent la même approche et divisent le problème en deux parties: générez chaque membre du jeu de pouvoirs et vérifiez la somme de chaque membre par rapport à la cible.
Il existe d'autres solutions, mais c'est la plus simple.
Avez-vous besoin d’aide pour l’un ou l’autre ou pour trouver une approche différente?
La solution de ce problème a été donnée un million de fois sur Internet. Le problème s'appelle Le problème du changement de pièce . On peut trouver des solutions sur http://rosettacode.org/wiki/Count_the_coins et son modèle mathématique sur http://jaqm.ro/issues/volume-5,issue-2 /pdfs/patterson_harmel.pdf (ou Google problème de changement de pièce ).
À propos, la solution Scala de Tsagadai est intéressante. Cet exemple produit 1 ou 0. En tant qu'effet secondaire, il répertorie toutes les solutions possibles sur la console. Il affiche la solution, mais ne le rend pas 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 numéro de solution (longueur de la liste de listes), la "meilleure" solution (la liste la plus courte) ou toutes les solutions possibles. .
Voici un exemple. C'est très inefficace, mais c'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")
}
Lorsqu'il est exécuté, 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).
Notez que même comme cela, les exigences peuvent ne pas être entièrement satisfaites. Il peut arriver que l'ordre de chaque liste dans la solution soit significatif. Dans un tel cas, chaque liste devrait être dupliquée autant de fois qu'il y a combinaison de ses éléments. Ou nous pourrions être intéressés uniquement par les combinaisons différentes.
Par exemple, nous pourrions considérer que List(5, 10) devrait donner deux combinaisons: List(5, 10) et List(10, 5). Pour List(5, 5, 5), il peut donner trois combinaisons ou une seule, selon les besoins. Pour les nombres entiers, les trois permutations sont équivalentes, mais si nous traitons de pièces, comme dans "le problème du changement de pièces", elles ne le sont pas.
La question de savoir si chaque nombre (ou pièce) ne peut être utilisé qu'une ou plusieurs fois n'est pas non plus spécifiée dans les exigences. Nous pourrions (et nous devrions!) Généraliser le problème à une liste de listes d'occurrences de chaque nombre. Cela se traduit concrètement par "quels sont les moyens possibles de gagner une certaine somme d’argent avec un ensemble de pièces (et non un ensemble de valeurs)". Le problème initial n’est qu’un cas particulier de celui-ci, où nous avons autant d’occurrences de chaque pièce que nécessaire pour obtenir le montant total avec chaque valeur de pièce.
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=15Version C # 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;
}
Une autre solution python consisterait à 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 __== "__main__":
find_sum_in_list([3,9,8,4,5,7,10], 15)
Sortie: [(8, 7), (5, 10), (3, 8, 4), (3, 5, 7)]
Je pensais utiliser une réponse de cette question mais je ne pouvais pas, alors voici ma réponse. Il utilise une version modifiée d'une réponse dans Structure et interprétation des programmes informatiques . Je pense que c'est une meilleure solution récursive et devrait plaire davantage aux puristes.
Ma réponse est dans Scala (et excuse-moi si mon Scala est nul, je viens juste de commencer à l'apprendre). La folie findSumCombinations consiste à trier et à unifier la liste d'origine de la récursivité afin d'éviter 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();
}
?>
Ceci 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;
}
}
Voici une version Java qui convient bien aux sommes cibles petites et très grandes, lorsque la complexité O(t*N) (la solution dynamique) est supérieure à l'algorithme exponentiel. Ma version utilise une attaque croisée au centre, avec un léger décalage afin de réduire la complexité du classique naïf O(n*2^n) à O(2^(n/2)).
Si vous souhaitez utiliser cette option pour des ensembles comprenant entre 32 et 64 éléments, vous devez remplacer le int qui représente le sous-ensemble actuel dans la fonction step par un long bien que les performances diminuent évidemment considérablement lorsque la taille de l'ensemble est définie. augmente. Si vous souhaitez utiliser ceci pour un ensemble avec un nombre impair d'éléments, vous devez ajouter un 0 à l'ensemble pour le rendre pair numéroté.
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;
}
}
Voici une solution en 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))
}
}
Algorithme très efficace utilisant des tables que j'ai écrites en couple c ++ il y a quelques années.
Si vous définissez PRINT 1, toutes les combinaisons seront imprimées (mais la méthode la plus efficace ne sera pas utilisée).
Il est si efficace qu’il calcule plus de 10 ^ 14 combinaisons en moins de 10 ms.
#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 continue simplement à ajouter des éléments et à les redistribuer parmi les valeurs possibles. Les 0 sont ignorés et fonctionnent pour des listes fixes (ce qui vous est donné est ce avec quoi vous pouvez jouer) ou une liste de nombres pouvant être répétés.
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();
}
}
}
Exemple de saisie:
numbers: 0, 1, 2, 2, 5, 10, 20
targets: 4, 10, 25
Exemple de sortie:
## 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
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);
}
}
Pour trouver les combinaisons en utilisant Excel c'est assez facile). (Votre ordinateur ne doit pas être trop lent)
- --- (Aller sur ce site
- Aller à la page "Somme à la cible"
Téléchargez le fichier Excel "Sum to Target".
Suivez les instructions sur la page du site.
j'espère que cela t'aides.
Je faisais quelque chose de similaire pour une assignation scala. Pensée de 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 de mettre cela en œuvre dans VBA (ce n'était pas ma préférence, ne me jugez pas!) Et j'ai utilisé les réponses sur cette page pour cette approche. Je télécharge au cas où d'autres auraient également 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
La sortie (écrite dans la fenêtre Immediate) devrait être:
SUM ( {3,8,4} ) = 15
SUM ( {3,5,7} ) = 15
SUM ( {8,7} ) = 15
SUM ( {5,10} ) = 15
Recommandé comme réponse:
Voici une solution 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)
}
}
L'utilisation de générateurs peut s'avérer très utile car elle vous permet de suspendre l'exécution du script immédiatement après la recherche d'un sous-ensemble valide. Cela contraste avec les solutions sans générateurs (c'est-à-dire sans état) qui doivent parcourir chaque sous-ensemble de numbers
Conversion Swift 3 de la solution Java: (par @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
}
}
usage:
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 également être utilisé pour imprimer toutes les réponses
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. Commande de 2 ^ n
Déduire 0 en premier lieu. Zero est un identifiant pour addition, il est donc inutile par les lois monoïdes dans ce cas particulier. Déduisez également les nombres négatifs également si vous souhaitez atteindre un nombre positif. Sinon, vous aurez également besoin d'une opération de soustraction.
Donc ... l’algorithme le plus rapide que vous pouvez obtenir pour ce travail particulier est le suivant dans JS.
function items2T([n,...ns],t){
var c = ~~(t/n);
return ns.length ? Array(c+1).fill()
.reduce((r,_,i) => r.concat(items2T(ns, t-n*i).map(s => Array(i).fill(n).concat(s))),[])
: t % n ? []
: [Array(c).fill(n)];
};
var data = [3, 9, 8, 4, 5, 7, 10],
result;
console.time("combos");
result = items2T(data, 15);
console.timeEnd("combos");
console.log(JSON.stringify(result));C'est un algorithme très rapide, mais si vous triez le tableau datadécroissant, il sera encore plus rapide. L'utilisation de .sort() est insignifiante car l'algorithme aboutira à beaucoup invocations moins récursives.
J'ai porté l'échantillon C # dans Objective-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];
}
}
Version PHP, inspiré de la version C # de Keith Beller.
la version PHP de bala ne fonctionnait pas pour moi car je n'avais pas besoin de regrouper les numéros. Je voulais une implémentation plus simple avec une valeur cible et un groupe de nombres. Cette fonction éliminera 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;
}
La réponse de @ KeithBeller avec des noms de variables légèrement modifiés 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);
}
}'