小编典典

子集的积和

algorithm

此操作有名称吗?并且:是否有封闭形式的表达式?

  • 对于给定的一组n个元素,并且k的值介于1和n之间,
  • 取k个项目的所有子集(组合)
  • 查找每个子集的乘积
  • 找出所有这些产品的总和

我可以用Python表达这一点,并且可以很容易地进行计算:

from operator import mul
from itertools import combinations
from functools import reduce
def sum_of_product_of_subsets(list1, k):
    val = 0
    for subset in combinations(list1, k):
        val += reduce(mul, subset)
    return val

我只是在寻找封闭形式的表达式,以免在设置大小变大的情况下避免循环。

请注意,此问题与本问题不同:所有组合中的乘积之和与每个组中的一个元素相同
-该问题与笛卡尔乘积的乘积之和有关。我正在寻找大小为k的组合的乘积之和;我不认为他们是一样的。

明确一点,对于set(a,b,c,d),则:

k = 4 --> a*b*c*d
k = 3 --> b*c*d + a*c*d + a*b*d + a*b*c
k = 2 --> a*b + a*c + a*d + b*c + b*d + c*d
k = 1 --> a + b + c + d

只是寻找表达;无需专门提供Python代码。(如果您想提供示例实现,则任何语言都是说明性的。)


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2020-07-28

共1个答案

小编典典

这些是基本对称多项式。您可以像Wikipedia一样使用求和符号来编写它们。您还可以使用Vieta的公式一次获取所有多项式作为多项式的系数(最多为符号)

(x-a_1)(x-a_2)...(x-a_k) =
   x^k -
   (a_1 + ... + a_k) x^(k-1) +
   (a_1 a_2 + a_1 a_3 + ... + a_(k-1) a_k)) x^(k-2) +
   ... +
   (-1)^k a_1 ... a_k

通过扩展(x-a_1)(x-a_2)…(x-a_k),您可以获得多项式时间算法来计算所有这些数字(您的原始实现以指数时间运行)。

编辑:Python实现:

from itertools import izip, chain

l = [2,3,4]

x = [1]    
for i in l:
    x = [a + b*i for a,b in izip(chain([0],x), chain(x,[0]))]
print x

这给您[24,26,9,1],因为2 * 3 * 4 = 24、2 * 3 + 2 * 4 + 3 * 4 = 26、2 + 3 + 4 =
9。最后1是空积,在您的实现中对应于k = 0。

这应该是O(N 2)。使用多项式FFT可以执行O(N log 2 N),但是我懒得编写该代码。

2020-07-28