【发布时间】:2022-03-05 10:43:11
【问题描述】:
我如何从 array 中随机找到具有重复元素的组合,并且总和等于 n。
示例
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array是[1, 2, 2, 3]和n是3 - 答案是
1+2、1+2、3 - 如果
randomSubsetSum(array, n)是解决方案,那么randomSubsetSum([1,2,2,3], 3)将返回1+2、1+2、3之一。注意:1+2的出现频率是3的两倍 - 真实场景:从题库中随机选择考试题
我发现了一些类似的问题和解决方案:
-
问:Finding all possible combinations of numbers to reach a given sum
答:solution A 和 solution B
缺陷
solution A 和solution B 无法随机找到组合。 solution C 不允许重复元素。
我的 Java 解决方案
public List<Integer> randomSubsetSum(List<Integer> list, Integer n) {
list.removeIf(e -> e > n);
int maxSum = list.stream().reduce(0, Integer::sum);
if (maxSum < n) {
throw new RuntimeException("maxSum of list lower than n!");
}
if (maxSum == n) {
return list;
}
final SecureRandom random = new SecureRandom();
// maybe helpful, not important
final Map<Integer, List<Integer>> map = list.stream().collect(Collectors.groupingBy(Function.identity()));
final List<Integer> keys = new ArrayList<>(map.keySet());
final List<Integer> answers = new ArrayList<>();
int sum = 0;
while (true) {
int keyIndex = random.nextInt(keys.size());
Integer key = keys.get(keyIndex);
sum += key;
// sum equal n
if (sum == n) {
List<Integer> elements = map.get(key);
answers.add(elements.get(random.nextInt(elements.size())));
break;
}
// sum below n
if (sum < n) {
List<Integer> elements = map.get(key);
answers.add(elements.remove(random.nextInt(elements.size())));
if (elements.isEmpty()) {
map.remove(key);
keys.remove(keyIndex);
}
continue;
}
// sum over n: exists (below = n - sum + key) in keys
int below = n - sum + key;
if (CollectionUtils.isNotEmpty(map.get(below))) {
List<Integer> elements = map.get(below);
answers.add(elements.get(random.nextInt(elements.size())));
break;
}
// sum over n: exists (over = sum - n) in answers
int over = sum - n;
int answerIndex =
IntStream.range(0, answers.size())
.filter(index -> answers.get(index) == over)
.findFirst().orElse(-1);
if (answerIndex != -1) {
List<Integer> elements = map.get(key);
answers.set(answerIndex, elements.get(random.nextInt(elements.size())));
break;
}
// Point A. BUG: may occur infinite loop
// sum over n: rollback sum
sum -= key;
// sum over n: remove min element in answer
Integer minIndex =
IntStream.range(0, answers.size())
.boxed()
.min(Comparator.comparing(answers::get))
// never occurred
.orElseThrow(RuntimeException::new);
Integer element = answers.remove((int) minIndex);
sum -= element;
if (keys.contains(element)) {
map.get(element).add(element);
} else {
keys.add(element);
map.put(element, new ArrayList<>(Collections.singleton(element)));
}
}
return answers;
}
在Point A,可能会发生无限循环(例如randomSubsetSum([3,4,8],13))或使用大量时间。如何修复此错误或有其他解决方案?
【问题讨论】:
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为什么在您的第一个示例中不允许使用
[1 1 1]?数组的最大大小是多少? -
a的所有元素都是非负数吗? -
@CarySwoveland 我希望这是一个支持负数的解决方案。
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@Damien 如果
array是[1,1,1] andn` 是3,那么数组本身就是唯一的答案。数组长度可能在数百甚至上千。 -
我建议
1+1+1作为答案,而不是作为输入。抱歉,如果不清楚。
标签: java algorithm search subset subset-sum