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📜  具有 [0, X] 范围内的元素或 2 的奇数幂且总和为 N 的集合的最小大小(1)

📅  最后修改于: 2023-12-03 15:36:47.327000             🧑  作者: Mango

介绍

在日常工作中,我们可能会遇到需要找到一个集合,使得其元素范围在 [0, X] 内或为 2 的奇数幂,且集合总和为 N 的问题。在本文中,我们将介绍如何使用动态规划解决这一问题,以及如何用 Python 代码实现。

动态规划解法

要找到具有 [0, X] 范围内的元素或 2 的奇数幂且总和为 N 的集合的最小大小,我们可以使用动态规划来解决。我们可以创建一个大小为 (X+1) x (N+1) 的二维数组 dp,其中 dp[i][j] 表示在前 i 个元素中选取元素的情况下,能否得到和为 j。

对于第 i 个元素,我们有两种选择:选取 i 或者不选取 i。如果我们选择不选取 i,那么我们需要查看上一个元素是否被选择,即 dp[i-1][j]。如果我们选择选取 i,那么剩余的总和将为 j-i。由于我们只能选择 [0, X] 范围内的元素或 2 的奇数幂,因此我们需要检查剩余的总和是否能被表示为 2 的奇数幂。如果可以,那么我们在 dp[i-1][j-i] 对应的位置上打上标记。如果无法被表示为 2 的奇数幂,那么 dp[i][j] 也将保持为 false。

在处理完所有元素后,我们可以从右下角的 dp[X][N] 开始反向查找我们打上的标记,以确定集合中的元素。

Python 代码实现

下面是使用 Python 实现的代码:

def find_set(X, N):
    # 初始化 dp 数组
    dp = [[False]*(N+1) for _ in range(X+1)]
    dp[0][0] = True
    
    # 动态规划
    for i in range(1, X+1):
        for j in range(N+1):
            dp[i][j] = dp[i-1][j]
            if j >= i:
                if j-i == 0 or ((j-i) & (j-i-1)) == 0:
                    dp[i][j] = dp[i][j] or dp[i-1][j-i]
    
    # 回溯查找元素
    set_ = set()
    i, j = X, N
    while i > 0 and j > 0:
        if dp[i][j] and not dp[i-1][j]:
            set_.add(i)
            j -= i
        i -= 1
    
    return set_
参数说明
  • X:元素的取值范围上限
  • N:集合的总和
返回值

函数将返回具有 [0, X] 范围内的元素或 2 的奇数幂且总和为 N 的集合的最小大小。

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# 介绍

在日常工作中,我们可能会遇到需要找到一个集合,使得其元素范围在 [0, X] 内或为 2 的奇数幂,且集合总和为 N 的问题。在本文中,我们将介绍如何使用动态规划解决这一问题,以及如何用 Python 代码实现。

## 动态规划解法

要找到具有 [0, X] 范围内的元素或 2 的奇数幂且总和为 N 的集合的最小大小,我们可以使用动态规划来解决。我们可以创建一个大小为 (X+1) x (N+1) 的二维数组 dp,其中 dp[i][j] 表示在前 i 个元素中选取元素的情况下,能否得到和为 j。

对于第 i 个元素,我们有两种选择:选取 i 或者不选取 i。如果我们选择不选取 i,那么我们需要查看上一个元素是否被选择,即 dp[i-1][j]。如果我们选择选取 i,那么剩余的总和将为 j-i。由于我们只能选择 [0, X] 范围内的元素或 2 的奇数幂,因此我们需要检查剩余的总和是否能被表示为 2 的奇数幂。如果可以,那么我们在 dp[i-1][j-i] 对应的位置上打上标记。如果无法被表示为 2 的奇数幂,那么 dp[i][j] 也将保持为 false。

在处理完所有元素后,我们可以从右下角的 dp[X][N] 开始反向查找我们打上的标记,以确定集合中的元素。

## Python 代码实现

下面是使用 Python 实现的代码:

```python
def find_set(X, N):
    # 初始化 dp 数组
    dp = [[False]*(N+1) for _ in range(X+1)]
    dp[0][0] = True
    
    # 动态规划
    for i in range(1, X+1):
        for j in range(N+1):
            dp[i][j] = dp[i-1][j]
            if j >= i:
                if j-i == 0 or ((j-i) & (j-i-1)) == 0:
                    dp[i][j] = dp[i][j] or dp[i-1][j-i]
    
    # 回溯查找元素
    set_ = set()
    i, j = X, N
    while i > 0 and j > 0:
        if dp[i][j] and not dp[i-1][j]:
            set_.add(i)
            j -= i
        i -= 1
    
    return set_
参数说明
  • X:元素的取值范围上限
  • N:集合的总和
返回值

函数将返回具有 [0, X] 范围内的元素或 2 的奇数幂且总和为 N 的集合的最小大小。