📅  最后修改于: 2023-12-03 15:25:12.930000             🧑  作者: Mango
在这个问题中,我们需要将 $2$ 的 $N$ 次幂拆分为两个子集,使它们的和差最小。这个问题可以通过动态规划来解决。
首先,我们可以定义一个二维数组 $dp$,其中 $dp[i][j]$ 表示是否可以用前 $i$ 个数字中的一些数字组成和为 $j$ 的子集。因为每个数字只能使用一次,所以对于每一个 $dp[i][j]$,它的初始值应该为 False。
为了方便,我们可以将原问题转化为求 $2$ 的 $N-1$ 次幂的子集问题。这可以通过右移一位来实现,即将 $2$ 的 $N$ 次幂除以 $2$。
接着,我们可以使用递推的方式,根据前面的状态来计算后面的状态。对于每个数字 $num$,我们可以分类讨论:
最终,$dp[N][2^{N-1}]$ 就表示是否可以用 $2$ 的 $N-1$ 次幂的一些数字组成和为 $2^{N-1}$ 的子集。如果 $dp[N][2^{N-1}]$ 为 False,则不存在这样的子集;否则,可以根据动态规划的过程回溯得到子集的具体内容。
下面是 Python 代码的实现:
def split_power_of_two(N):
target = 2**(N-1)
nums = [2 ** i for i in range(N)]
dp = [[False] * (target + 1) for _ in range(N+1)]
for i in range(N+1):
dp[i][0] = True
for i in range(1, N+1):
for j in range(1, target+1):
if nums[i-1] > j:
dp[i][j] = dp[i-1][j]
else:
dp[i][j] = dp[i-1][j] or dp[i-1][j-nums[i-1]]
if not dp[N][target]:
return "无法拆分为两个和相等的子集"
else:
subset1 = []
subset2 = []
i, j = N, target
while i > 0 and j > 0:
if dp[i-1][j]:
i -= 1
elif dp[i-1][j-nums[i-1]]:
subset1.append(nums[i-1])
j -= nums[i-1]
i -= 1
subset2 = [num for num in nums if num not in subset1]
return f"子集1: {subset1}\n子集2: {subset2}"
参考文献: