Lintcode 730 所有子集的和

时间:2023-03-09 01:56:28
Lintcode 730 所有子集的和

已知

给一整数 n, 我们需要求前n个自然数形成的集合的所有可能子集中所有元素的和。

示例

给出 n = , 返回
可能的子集为 {{}, {}, {, }}.
子集的元素和为 + + + = 给出 n = , 返回
可能的子集为 {{}, {}, {}, {, }, {, }, {, }, {, , }}
子集的和为:
+ + + ( + ) + ( + ) + ( + ) + ( + + ) =

思路

其实这更像是一个数学问题,而不是代码问题。以4为例子,取一个数,则取1的可能性为1种,取两个数字,则取1的可能性为3种,取三个数字,则取1的可能性为3种,
取四个数字,可能性为1种,则1总共计算了 +++ 共8次, 其他三个数字也是8次。
所以,结合上面两个示例,很容易可以推的:
当已知n的值时,我们会取里面的每个数字2^(n-)次

上述分析来源:http://blog.****.net/mio_bass/article/details/78797298

根据上述分析,求解的公式就是Lintcode 730 所有子集的和

公式解析:因为最后把所有子集的所有项累加的表达式里面,1~n的每一个数都有机会出现2^(n-1)次,所以求和表达式就变为:

Lintcode 730 所有子集的和

最终变为上面第一个公式。

利用第一个公式求解就非常方便了。

补充:

对于“会取里面的每个数字2^(n-1)次”的另一种解析可以如下进行:

集合里面有1~n共n个元素。构造子集的时候,对每个元素而言都有取或不取两种选择,所以子集数目共有2^(n-1)个。

讨论这些子集:原集合的元素ai只有选和不选两种情况,故所有子集分两类:包含ai的子集和不包含ai的子集。每一类的子集个数都是2^(n-1)个。

所以最后面计算累加和的时候需要累加ai的次数是2^(n-1)次,也就是元素ai对累加和的贡献是ai*2^(n-1)。

每一个元素出现的次数都是2^(n-1)次,所以上述第二个公式即可推出来。

代码比较简单就不写了。

其他参考:

http://blog.****.net/zhaohengchuan/article/details/78716365

http://blog.****.net/u010005161/article/details/52175525