求集合的所有子集

求集合的所有子集

對(duì)于任意集合A,元素個(gè)數(shù)為n(空集n=0),其所有子集的個(gè)數(shù)為2^n個(gè)

如集合A={a,b,c},其子集個(gè)數(shù)為8;對(duì)于任意一個(gè)元素,在每個(gè)子集中,

要么存在,要么不存在,對(duì)應(yīng)關(guān)系是:

a->1或a->0

b->1或b->0

c->1或c->0

映射為子集:

(a,b,c)

(1,1,1)->(a,b,c)

(1,1,0)->(a,b ? )

(1,0,1)->(a, ? c)

(1,0,0)->(a ? ? ?)

(0,1,1)->( ? b,c)

(0,1,0)->( ? b ? )

(0,0,1)->( ? ? ?c)

(0,0,0)->@ (@表示空集)

算法(1):

觀察以上規(guī)律,與計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式相似,故可以通過(guò)一個(gè)整型數(shù)(int)與

集合映射000...000 ~ 111...111(0表示有,1表示無(wú),反之亦可),通過(guò)該整型數(shù)

逐次增1可遍歷獲取所有的數(shù),即獲取集合的相應(yīng)子集。

在這里提一下,使用這種方式映射集合,在進(jìn)行集合運(yùn)算時(shí),相當(dāng)簡(jiǎn)便,如

交運(yùn)算對(duì)應(yīng)按位與&,{a,b,c}交{a,b}得{a,b}<--->111&110==110

并運(yùn)算對(duì)應(yīng)按位或|,

差運(yùn)算對(duì)應(yīng)&~。

算法(2):

設(shè)函數(shù)f(n)=2^n (n>=0),有如下遞推關(guān)系f(n)=2*f(n-1)=2*(2*f(n-2))

由此可知,求集合子集的算法可以用遞歸的方式實(shí)現(xiàn),對(duì)于每個(gè)元素用一個(gè)映射列表marks,標(biāo)記其

在子集中的有無(wú)

很顯然,在集合元素個(gè)數(shù)少的情況下,算法(1)優(yōu)于算法(2),因?yàn)橹恍柰ㄟ^(guò)加法運(yùn)算,便能映射

出子集,而算法(2)要遞歸調(diào)用函數(shù),速度稍慢。但算法(1)有一個(gè)嚴(yán)重缺陷,集合的個(gè)數(shù)不能大于在

計(jì)算機(jī)中一個(gè)整型數(shù)的位數(shù),一般計(jì)算機(jī)中整型數(shù)的為32位。對(duì)于算法(2)就沒(méi)這樣限制。

-----------------------------------------------------------------------------------------

算法(1,取低位到高位碼段作為映射列表

[cpp]view plaincopy

template

voidprint(T?a[],intmark,intlength)

{

boolallZero=true;

intlimit=1<

for(inti=0;i

{

if(((1<

{

allZero=false;

cout<

}

}

if(allZero==true)

{

cout<<"@";

}

cout<

}

template

voidsubset(T?a[],intlength)

{

if(length>31)return;

intlowFlag=0;//對(duì)應(yīng)000...000

inthighFlag=(1<

for(inti=lowFlag;i<=highFlag;++i)

{

print(a,i,length);

}

}

-----------------------------------------------------------------------------------------

算法(2)

[cpp]view plaincopy

template

voidprint(T?a[],boolmarks[],intlength)

{

boolallFalse=true;

for(inti=0;i

{

if(marks[i]==true)

{

allfalse=false;

cout<

}

}

if(allFalse==true)

{

cout<<"@";

}

cout<

}

template

voidsubset(T?a[],boolmarks[],intm,intn,intlength)

{

if(m>n)

{

print(a,marks,length);

}

else

{

marks[m]=true;

subset(a,marks,m+1,n,length);

marks[m]=false;

subset(a,marks,m+1,n,length);

}

}

最后編輯于
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