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集合的子集输出(位运算方式)
问题:怎样找出某个集合的所有子集,怎样找出某个集合指定元素个数的所有子集?
思路:对集合中所有元素进行标记,0表示未选中,1表示选中。假如有一个集合有3个元素为 {1,2,3}, 则 000 表示一个都不选, 001表示选中数组中第一个元素1,010表示选中数组中第2个元素2,011表示选中数组中第1,2个元素即是1,2...。 这样一来,集合{1,2,3}的所有子集(忽略空集)可以表示为 001 -> 111 这样的编码。这样,我们就知道集合的所有子集的个数,即是 2^3=8个。所以,如果我们需要输出所有的子集,只需要将每个子集用 001这样的二进制编码表示,然后按照此编码输出选中的元素即可。十进制1->7恰可表示为二进制001->111这样的编码,这样求集合的所有子集就很简单了,所有的子集就是: 0->(2^元素数-1) 表示为二进制编码 所对应的集合元素的选择!
实现:
package com.hdwang; import java.util.ArrayList; import java.util.Arrays; import java.util.List; /** * Created by hdwang on 2016-12-29. * 集合中输出所有子集(空集除外),或者输出指定元素个数的子集 * 思路:对每个元素进行标记(选择1 不选0),穷举子集,穷举中可进行筛选 */ public class Combine2 { /** * 集合 */ private int data[] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8}; Combine2(int size){ //初始化集合 this.data = http://www.mamicode.com/new int[size]; for(int i=0;i<size;i++){ this.data[i] = i+1; } System.out.println("集合是:"+ Arrays.toString(this.data)); } /** * 组合子集 */ List<String> subColListCH = new ArrayList<String>(); /** * 输出集合的所有子集(空集忽略) */ public void generateAllSubCol(){ //256表示8个元素的输出情况 for(int i = 1; i < 256; i++) // 2^8 = 256 { System.out.print(i+ " : "); int mark = 1; for(int j = 0; j < 8; j++) { int index = mark & i; //mark与i后 得到i的每一位 if(0 != index) // 该位置是1,状态是选中,则输出对应元素 { System.out.print(data[j]+ " "); } mark <<= 1; //mark在内层循环中,每次的值为1,2,4,8,16,32,64,128 } System.out.println(); } } /** * 输出指定元素个数的子集 * @param subSize 子集大小 */ public void generateSubCol(int subSize){ System.out.println("子集大小是:"+subSize); int elCount = data.length; //元素个数 int allSubColCount = (int)Math.pow(2,elCount); //子集个数(空集不算) for(int i=1;i<allSubColCount;i++){ //i表示了一个子集的输出规则 int mark = 1; //用于取出i的每一位 List<Integer> subCol = new ArrayList(); //存储子集元素 for(int j=0; j<elCount; j++){ int index = mark & i; //取出i的第1位,第2位。。。 if(0 != index){ subCol.add(data[j]); } mark <<= 1; //mark左移1位,用于获取i高一位的数字 } if(subCol.size() == subSize){ //子集个数符合要求 subColListCH.add(listToString(subCol, ‘,‘)); } } System.out.println("\n打印组合集合:size is "+this.subColListCH.size()); for(int i=0;i< this.subColListCH.size();i++) { String line = subColListCH.get(i); System.out.println(line); } } /** * list转换字符串 * @param list list * @param separator 分隔符 * @return 字符串 */ public String listToString(List list, char separator) { StringBuilder sb = new StringBuilder(); for (int i = 0; i < list.size(); i++) { sb.append(list.get(i)).append(separator); } return sb.toString().substring(0,sb.toString().length()-1); } }
函数调用
Combine2 combine2 = new Combine2(3); combine2.generateSubCol(2);
输出结果
集合是:[1, 2, 3]
子集大小是:2
打印组合集合:size is 3
1,2
1,3
2,3
集合的子集输出(位运算方式)
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