在C程式中不使用陣列或迴圈列印{1,2,3,…n}的所有子集


給定一個正整數n,我們必須列印集合{1, 2, 3, 4,… n}的所有子集,而不使用任何陣列或迴圈。

例如,如果給定一個數字3,我們必須列印集合{1, 2, 3}的所有子集,它們將是{1 2 3}、{1 2}、{2 3}、{1 3}、{1}、{2}、{3} {}。

但是,我們必須在不使用任何迴圈或陣列的情況下執行此操作。因此,僅遞迴是解決此類問題而不使用任何陣列或迴圈的可能方法。

示例

Input: 3
Output: { 1 2 3 }{ 1 2 }{ 1 3 }{ 1 }{ 2 3 }{ 2 }{ 3 }{ }
Explanation: The set will be {1 2 3} from which we will find the subsets
Input: 4
Output: { 1 2 3 4 }{ 1 2 3 }{ 1 2 4 }{ 1 2 }{ 1 3 4 }{ 1 3 }{ 1 4 }{ 1 }{ 2 3 4 }{ 2 3 }{ 2 4 }{ 2 }{ 3 4 }{ 3 }{ 4 }{ }

我們將用來解決給定問題的方案

  • 從num = 2^n -1 到0開始。
  • 考慮num的二進位制表示,它有n位。
  • 從最左邊的位開始,它表示1,第二位表示2,依此類推,直到第n位表示n。
  • 如果位被設定,則列印對應於該位的數字。
  • 對num的所有值執行上述步驟,直到它等於0。

讓我們使用一個簡單的示例詳細瞭解所述方法是如何工作的 −

假設輸入n = 3,因此問題從num = 2^3 - 1 = 7開始

  • 7的二進位制表示 ⇒
111
  • 相應的子集 ⇒
123

從num中減去1;num = 6

  • 6的二進位制表示 ⇒
110
  • 相應的子集 ⇒
12

從num中減去1;num = 5

  • 5的二進位制表示 ⇒
101
  • 相應的子集 ⇒
1
3

從num中減去1;num = 4

  • 4的二進位制表示 ⇒
100
  • 相應的子集 ⇒
1

類似地,我們將迭代直到num = 0並列印所有子集。

演算法

Start
   Step 1 → In function int subset(int bitn, int num, int num_of_bits)
   If bitn >= 0
      If (num & (1 << bitn)) != 0
         Print num_of_bits - bitn
         subset(bitn - 1, num, num_of_bits);
      Else
         Return 0
      Return 1
   Step 2 → In function int printSubSets(int num_of_bits, int num)
      If (num >= 0)
         Print "{ "
         Call function subset(num_of_bits - 1, num, num_of_bits)
         Print "}"
         Call function printSubSets(num_of_bits, num - 1)
      Else
         Return 0
      Return 1
   Step 3 → In function int main()
      Declare and initialize int n = 4
      Call fucntionprintSubSets(n, (int) (pow(2, n)) -1)
Stop

示例

#include <stdio.h>
#include <math.h>
// This function recursively prints the
// subset corresponding to the binary
// representation of num.
int subset(int bitn, int num, int num_of_bits) {
   if (bitn >= 0) {
      // Print number in given subset only
      // if the bit corresponding to it
      // is set in num.
      if ((num & (1 << bitn)) != 0) {
         printf("%d ", num_of_bits - bitn);
      }
      // Check the next bit
      subset(bitn - 1, num, num_of_bits);
   }
   else
      return 0;
      return 1;
}
//function to print the subsets
int printSubSets(int num_of_bits, int num) {
   if (num >= 0) {
      printf("{ ");
      // Printint the subsets corresponding to
      // the binary representation of num.
      subset(num_of_bits - 1, num, num_of_bits);
      printf("}");
      // recursively calling the function to
      // print the next subset.
      printSubSets(num_of_bits, num - 1);
   }
   else
      return 0;
      return 1;
}
//main program
int main() {
   int n = 4;
   printSubSets(n, (int) (pow(2, n)) -1);
}

輸出

{ 1 2 3 4 }{ 1 2 3 }{ 1 2 4 }{ 1 2 }{ 1 3 4 }{ 1 3 }{ 1 4 }{ 1 }{ 2 3 4 }{ 2 3 }{ 2 4 }{ 2 }{ 3 4 }{ 3 }{ 4 }{ }

更新於: 2019年11月20日

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