- iOS/Objective-C 元类和类别
- objective-c - -1001 错误,当 NSURLSession 通过 httpproxy 和/etc/hosts
- java - 使用网络类获取 url 地址
- ios - 推送通知中不播放声音
请注意,这是 C# .NET 2.0 项目所必需的(不允许使用 Linq)。
我知道这里已经提出了非常相似的问题,并且我已经生成了一些工作代码(见下文),但仍然希望获得关于如何在给定 k 和 s 条件下使算法更快的建议。
这是我到目前为止学到的:动态规划是找到一个(不是所有)子集的最有效方法。如果我错了,请纠正我。有没有一种方法可以重复调用 DP 代码来生成更新的子集,直到袋子(设置重复项)用完?
如果没有,那么有没有一种方法可以加速我下面的回溯递归算法,它确实产生了我需要的东西,但在 O(2^n) 中运行,我认为,通过考虑 s 和 k?
这是我固定的数字包,永远不会随着 n=114 和数字范围从 3 到 286 改变:
int[] numbers = new int[]
{
7, 286, 200, 176, 120, 165, 206, 75, 129, 109,
123, 111, 43, 52, 99, 128, 111, 110, 98, 135,
112, 78, 118, 64, 77, 227, 93, 88, 69, 60,
34, 30, 73, 54, 45, 83, 182, 88, 75, 85,
54, 53, 89, 59, 37, 35, 38, 29, 18, 45,
60, 49, 62, 55, 78, 96, 29, 22, 24, 13,
14, 11, 11, 18, 12, 12, 30, 52, 52, 44,
28, 28, 20, 56, 40, 31, 50, 40, 46, 42,
29, 19, 36, 25, 22, 17, 19, 26, 30, 20,
15, 21, 11, 8, 8, 19, 5, 8, 8, 11,
11, 8, 3, 9, 5, 4, 7, 3, 6, 3,
5, 4, 5, 6
};
要求
最大 2-3GB 的空间限制,但时间应该是 O(n^something) 而不是(某物^n)。
不得对行李进行分类,不得移除重复的行李。
结果应该是匹配中数字的索引子集,而不是数字本身(因为我们有重复项)。
动态编程尝试
这是根据对 stackoverflow.com 上类似问题的回答改编的 C# 动态编程版本:
using System;
using System.Collections.Generic;
namespace Utilities
{
public static class Combinations
{
private static Dictionary<int, bool> m_memo = new Dictionary<int, bool>();
private static Dictionary<int, KeyValuePair<int, int>> m_previous = new Dictionary<int, KeyValuePair<int, int>>();
static Combinations()
{
m_memo.Clear();
m_previous.Clear();
m_memo[0] = true;
m_previous[0] = new KeyValuePair<int, int>(-1, 0);
}
public static bool FindSubset(IList<int> set, int sum)
{
//m_memo.Clear();
//m_previous.Clear();
//m_memo[0] = true;
//m_previous[0] = new KeyValuePair<int, int>(-1, 0);
for (int i = 0; i < set.Count; ++i)
{
int num = set[i];
for (int s = sum; s >= num; --s)
{
if (m_memo.ContainsKey(s - num) && m_memo[s - num] == true)
{
m_memo[s] = true;
if (!m_previous.ContainsKey(s))
{
m_previous[s] = new KeyValuePair<int, int>(i, num);
}
}
}
}
return m_memo.ContainsKey(sum) && m_memo[sum];
}
public static IEnumerable<int> GetLastIndex(int sum)
{
while (m_previous[sum].Key != -1)
{
yield return m_previous[sum].Key;
sum -= m_previous[sum].Value;
}
}
public static void SubsetSumMain(string[] args)
{
int[] numbers = new int[]
{
7, 286, 200, 176, 120, 165, 206, 75, 129, 109,
123, 111, 43, 52, 99, 128, 111, 110, 98, 135,
112, 78, 118, 64, 77, 227, 93, 88, 69, 60,
34, 30, 73, 54, 45, 83, 182, 88, 75, 85,
54, 53, 89, 59, 37, 35, 38, 29, 18, 45,
60, 49, 62, 55, 78, 96, 29, 22, 24, 13,
14, 11, 11, 18, 12, 12, 30, 52, 52, 44,
28, 28, 20, 56, 40, 31, 50, 40, 46, 42,
29, 19, 36, 25, 22, 17, 19, 26, 30, 20,
15, 21, 11, 8, 8, 19, 5, 8, 8, 11,
11, 8, 3, 9, 5, 4, 7, 3, 6, 3,
5, 4, 5, 6
};
int sum = 400;
//int size = 4; // don't know to use in dynamic programming
// call dynamic programming
if (Numbers.FindSubset(numbers, sum))
{
foreach (int index in Numbers.GetLastIndex(sum))
{
Console.Write((index + 1) + "." + numbers[index] + "\t");
}
Console.WriteLine();
}
Console.WriteLine();
Console.ReadKey();
}
}
}
递归编程尝试
这是根据 stackoverflow.com 上类似问题的答案改编的 C# 递归编程版本:
using System;
using System.Collections.Generic;
namespace Utilities
{
public static class Combinations
{
private static int s_count = 0;
public static int CountSubsets(int[] numbers, int index, int current, int sum, int size, List<int> result)
{
if ((numbers.Length <= index) || (current > sum)) return 0;
if (result == null) result = new List<int>();
List<int> temp = new List<int>(result);
if (current + numbers[index] == sum)
{
temp.Add(index);
if ((size == 0) || (temp.Count == size))
{
s_count++;
}
}
else if (current + numbers[index] < sum)
{
temp.Add(index);
CountSubsets(numbers, index + 1, current + numbers[index], sum, size, temp);
}
CountSubsets(numbers, index + 1, current, sum, size, result);
return s_count;
}
private static List<List<int>> m_subsets = new List<List<int>>();
public static List<List<int>> FindSubsets(int[] numbers, int index, int current, int sum, int size, List<int> result)
{
if ((numbers.Length <= index) || (current > sum)) return m_subsets;
if (result == null) result = new List<int>();
List<int> temp = new List<int>(result);
if (current + numbers[index] == sum)
{
temp.Add(index);
if ((size == 0) || (temp.Count == size))
{
m_subsets.Add(temp);
}
}
else if (current + numbers[index] < sum)
{
temp.Add(index);
FindSubsets(numbers, index + 1, current + numbers[index], sum, size, temp);
}
FindSubsets(numbers, index + 1, current, sum, size, result);
return m_subsets;
}
public static void SubsetSumMain(string[] args)
{
int[] numbers = new int[]
{
7, 286, 200, 176, 120, 165, 206, 75, 129, 109,
123, 111, 43, 52, 99, 128, 111, 110, 98, 135,
112, 78, 118, 64, 77, 227, 93, 88, 69, 60,
34, 30, 73, 54, 45, 83, 182, 88, 75, 85,
54, 53, 89, 59, 37, 35, 38, 29, 18, 45,
60, 49, 62, 55, 78, 96, 29, 22, 24, 13,
14, 11, 11, 18, 12, 12, 30, 52, 52, 44,
28, 28, 20, 56, 40, 31, 50, 40, 46, 42,
29, 19, 36, 25, 22, 17, 19, 26, 30, 20,
15, 21, 11, 8, 8, 19, 5, 8, 8, 11,
11, 8, 3, 9, 5, 4, 7, 3, 6, 3,
5, 4, 5, 6
};
int sum = 17;
int size = 2;
// call backtracking recursive programming
Console.WriteLine("CountSubsets");
int count = Numbers.CountSubsets(numbers, 0, 0, sum, size, null);
Console.WriteLine("Count = " + count);
Console.WriteLine();
// call backtracking recursive programming
Console.WriteLine("FindSubsets");
List<List<int>> subsets = Numbers.FindSubsets(numbers, 0, 0, sum, size, null);
for (int i = 0; i < subsets.Count; i++)
{
if (subsets[i] != null)
{
Console.Write((i + 1).ToString() + ":\t");
for (int j = 0; j < subsets[i].Count; j++)
{
int index = subsets[i][j];
Console.Write((index + 1) + "." + numbers[index] + " ");
}
Console.WriteLine();
}
}
Console.WriteLine("Count = " + subsets.Count);
Console.ReadKey();
}
}
}
请告诉我如何将动态规划版本限制为大小为 k 的子集,以及我是否可以重复调用它,以便它在每次调用时返回不同的子集,直到没有更多匹配的子集为止。
我也不知道在哪里初始化DP算法的备忘录。我在访问任何方法时自动运行的静态构造函数中完成了它。这是正确的初始化位置还是需要将其移动到 FindSunset() 方法内部 [注释掉]?
至于递归版本,是回溯吗?我们怎样才能加快速度。它工作正常并考虑了 k 和 s,但效率很低。
让我们将此线程作为所有 C# SubsetSum 相关问题的源头!
最佳答案
我之前的回答基于切断要检查的组合数量的原则。但是一旦你对数组进行排序,这就可以得到显着改善。原理类似,但是解决方案完全不同,所以我决定放在一个单独的答案中。
我小心翼翼地只使用 .Net Framework 2.0 功能。稍后可能会添加直观的解释,但评论应该足够了。
class Puzzle
{
private readonly int[] _tailSums;
public readonly SubsetElement[] Elements;
public readonly int N;
public Puzzle(int[] numbers)
{
// Set N and make Elements array
// (to remember the original index of each element)
this.N = numbers.Length;
this.Elements = new SubsetElement[this.N];
for (var i = 0; i < this.N; i++)
{
this.Elements[i] = new SubsetElement(numbers[i], i);
}
// Sort Elements descendingly by their Number value
Array.Sort(this.Elements, (a, b) => b.Number.CompareTo(a.Number));
// Save tail-sums to allow immediate access by index
// Allow immedate calculation by index = N, to sum 0
this._tailSums = new int[this.N + 1];
var sum = 0;
for (var i = this.N - 1; i >= 0; i--)
{
this._tailSums[i] = sum += this.Elements[i].Number;
}
}
public void Solve(int s, Action<SubsetElement[]> callback)
{
for (var k = 1; k <= this.N; k++)
this.Solve(k, s, callback);
}
public void Solve(int k, int s, Action<SubsetElement[]> callback)
{
this.ScanSubsets(0, k, s, new List<SubsetElement>(), callback);
}
private void ScanSubsets(int startIndex, int k, int s,
List<SubsetElement> subset, Action<SubsetElement[]> cb)
{
// No more numbers to add, and current subset is guranteed to be valid
if (k == 0)
{
// Callback with current subset
cb(subset.ToArray());
return;
}
// Sum the smallest k elements
var minSubsetStartIndex = this.N - k;
var minSum = this._tailSums[minSubssetStartIndex];
// Smallest possible sum is greater than wanted sum,
// so a valid subset cannot be found
if (minSum > s)
{
return;
}
// Find largest number that satisfies the condition
// that a valid subset can be found
minSum -= this.Elements[minSubsetStartIndex].Number;
// But remember the last index that satisfies the condition
var minSubsetEndIndex = minSubsetStartIndex;
while (minSubsetStartIndex > startIndex &&
minSum + this.Elements[minSubsetStartIndex - 1].Number <= s)
{
minSubsetStartIndex--;
}
// Find the first number in the sorted sequence that is
// the largest number we just found (in case of duplicates)
while (minSubsetStartIndex > startIndex &&
Elements[minSubsetStartIndex] == Elements[minSubsetStartIndex - 1])
{
minSubsetStartIndex--;
}
// [minSubsetStartIndex .. maxSubsetEndIndex] is the
// full range we must check in recursion
for (var subsetStartIndex = minSubsetStartIndex;
subsetStartIndex <= minSubsetEndIndex;
subsetStartIndex++)
{
// Find the largest possible sum, which is the sum of the
// k first elements, starting at current subsetStartIndex
var maxSum = this._tailSums[subsetStartIndex] -
this._tailSums[subsetStartIndex + k];
// The largest possible sum is less than the wanted sum,
// so a valid subset cannot be found
if (maxSum < s)
{
return;
}
// Add current number to the subset
var x = this.Elements[subsetStartIndex];
subset.Add(x);
// Recurse through the sub-problem to the right
this.ScanSubsets(subsetStartIndex + 1, k - 1, s - x.Number, subset, cb);
// Remove current number and continue loop
subset.RemoveAt(subset.Count - 1);
}
}
public sealed class SubsetElement
{
public readonly int Number;
public readonly int Index;
public SubsetElement(int number, int index)
{
this.Number = number;
this.Index = index;
}
public override string ToString()
{
return string.Format("{0}({1})", this.Number, this.Index);
}
}
}
使用和性能测试:
private static void Main()
{
var sw = Stopwatch.StartNew();
var puzzle = new Puzzle(new[]
{
7, 286, 200, 176, 120, 165, 206, 75, 129, 109,
123, 111, 43, 52, 99, 128, 111, 110, 98, 135,
112, 78, 118, 64, 77, 227, 93, 88, 69, 60,
34, 30, 73, 54, 45, 83, 182, 88, 75, 85,
54, 53, 89, 59, 37, 35, 38, 29, 18, 45,
60, 49, 62, 55, 78, 96, 29, 22, 24, 13,
14, 11, 11, 18, 12, 12, 30, 52, 52, 44,
28, 28, 20, 56, 40, 31, 50, 40, 46, 42,
29, 19, 36, 25, 22, 17, 19, 26, 30, 20,
15, 21, 11, 8, 8, 19, 5, 8, 8, 11,
11, 8, 3, 9, 5, 4, 7, 3, 6, 3,
5, 4, 5, 6
});
puzzle.Solve(2, 17, PuzzleOnSubsetFound);
sw.Stop();
Console.WriteLine("Subsets found: " + _subsetsCount);
Console.WriteLine(sw.Elapsed);
}
private static int _subsetsCount;
private static void PuzzleOnSubsetFound(Puzzle.SubsetElement[] subset)
{
_subsetsCount++;
return; // Skip prints when speed-testing
foreach (var el in subset)
{
Console.Write(el.ToString());
Console.Write(" ");
}
Console.WriteLine();
}
输出:
每一行都是一个找到的子集,()中的数字是子集中使用的数字的原始索引
14(60) 3(107)
14(60) 3(109)
14(60) 3(102)
13(59) 4(105)
13(59) 4(111)
12(64) 5(96)
12(64) 5(104)
12(64) 5(112)
12(64) 5(110)
12(65) 5(96)
12(65) 5(104)
12(65) 5(112)
12(65) 5(110)
11(100) 6(108)
11(100) 6(113)
11(61) 6(108)
11(61) 6(113)
11(92) 6(108)
11(92) 6(113)
11(62) 6(108)
11(62) 6(113)
11(99) 6(108)
11(99) 6(113)
9(103) 8(93)
9(103) 8(94)
9(103) 8(97)
9(103) 8(98)
9(103) 8(101)
Subsets found: 28
00:00:00.0017020 (measured when no printing is performed)
k
越高,可以进行的截断次数越多。这时您会看到主要的性能差异。当 s
变高时,您当前的代码(递归版本)的执行速度也会明显变慢。
With
k=5
,s=60
Your current code: found 45070 subsets in 2.8602923 seconds
My code: found 45070 subsets in 0.0116727 seconds
That is 99.6% speed improvement
关于c# - 找到所有 k 大小的子集,其中包含 n 大小的重复未排序正整数袋的总和 s,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/30006497/
我找到了 this excellent question and answer它以 x/y(加上 center x/y 和 degrees/radians)开始并计算旋转- 到 x'/y'。这个计算很
全部: 我已经创建了一个 Windows 窗体和一个按钮。在另一个线程中,我试图更改按钮的文本,但它崩溃了;但是如果我尝试更改按钮的颜色,它肯定会成功。我认为如果您更改任何 Windows 窗体控件属
本网站的另一个问题已证实,C 中没有缩写的字面后缀,并且可以执行以下操作: short Number = (short)1; 但是转换它和不这样做有什么区别: short Number = 1; 您使
我有下表: ID (int) EMAIL (varchar(50)) CAMPAIGNID (int) isSubscribe (bit) isActionByUser (bit) 此表存储了用户对事
也就是说,无需触发Javascript事件即可改变的属性,如何保留我手动选中或取消选中的复选框的状态,然后复制到另一个地方? 运行下面的代码片段并选中或取消选中其中的一些,然后点击“复制”: $('#
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我有一个包含排除子字符串的文本文件,我想迭代该文件以检查并返回不带排除子字符串的输入项。 这里我使用 python 2.4,因此下面的代码可以实现此目的,因为 with open 和 any 不起作用
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我有以下函数模板: template HeldAs* duplicate(MostDerived *original, HeldAs *held) { // error checking omi
如果我的应用程序具有设备管理员/设备所有者权限(未获得 root 权限),我如何才能从我的应用程序中终止(或阻止启动)另一个应用程序? 最佳答案 设备所有者可以阻止应用程序: DevicePolicy
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我正在将一个对象拖动到一个可拖放的对象内,该对象也是可拖动的。放置对象后,它会嵌套在可放置对象内。同样,如果我将对象拖到可放置的外部,它就不再嵌套。 但是,如果我经常拖入和拖出可放置对象,则可拖动对象
我正在尝试为按钮和弹出窗口等多个指令实现“取消选择”功能。也就是说,我希望当用户单击不属于指令模板一部分的元素时触发我的函数。目前,我正在使用以下 JQuery 代码: $('body').click
我从 this question 得到了下面的代码,该脚本用于在 Google tasks 上更改 iframe[src="about:blank"] 内的 CSS使用 Chrome 扩展 Tempe
我有一些 @Mock 对象,但没有指定在该对象上调用方法的返回值。该方法返回 int (不是 Integer)。我很惊讶地发现 Mockito 没有抛出 NPE 并返回 0。这是预期的行为吗? 例如:
我是一名优秀的程序员,十分优秀!