📜  子集总和是NP完成(1)

📅  最后修改于: 2023-12-03 15:25:02.128000             🧑  作者: Mango

子集总和问题是NP完备问题

子集总和问题是NP完备问题,其描述为:给定一个包含n个整数的集合S和一个目标和T,判断是否存在一个S的子集,其总和恰好为T。

这个问题在金融、物流等各个领域都有应用。例如,在零售行业中,可以将每个商品的价格作为一个集合元素,在系统中维护一个订单,判断该订单是否存在某个子集,其价格总和正好为订单金额。

NP问题与NP完备问题

NP问题,是指可以在多项式时间内验证答案是否正确的问题。NP完备问题是指那些既是NP问题,同时也是NP问题之间的“难问题”,因为所有的NP问题都可以归约到NP完备问题之一。

为什么子集总和问题是NP完备问题呢?因为它是一个经典的背包问题,而背包问题就是NP完备问题。因此,在多项式时间内解决子集总和问题是不可能的,需要使用一些特殊的算法来求解。

问题的求解

现在有一组数列,要求从中选择数列中的数,使其和为T。我们可以使用递归,枚举数列中单个数或组合的情况。具体实现过程如下:

def has_subset_sum(s, t):
    if t == 0:
        return True
    elif len(s) == 0:
        return False
    else:
        return has_subset_sum(s[:-1], t) or has_subset_sum(s[:-1], t - s[-1])

这段代码使用了递归的方式来实现,从参数s中弹出最后一个元素,分别递归判断加上或减去该元素后的情况。

在实际应用中,我们可以使用其他更高效的算法来解决子集总和问题,例如0/1背包问题的动态规划算法。但无论如何,该问题都属于NP完备问题,意味着我们无法在多项式时间内解决它。

参考资料
  • 荣格斯,斯特林 / Introduction to Algorithms, Third Edition
  • SubSet Sum Problem, GeeksforGeeks