在 Java 中以最佳复杂度获取集合的幂集
集合的幂集是该集合的所有子集的集合。对于包含 n 个元素的集合,幂集包含 2^n 个子集。
让我们考虑一个 Java 集合:
Set<Integer> mySet = new HashSet<>(); mySet.add(1); mySet.add(2); mySet.add(3);
我们想要编写一个函数 getPowerset 来生成这一套。此操作的理想复杂度是 O(2^n)。
使用 Java 泛型和集合的一种可能实现是:
public static <T> Set<Set<T>> getPowerset(Set<T> originalSet) { Set<Set<T>> sets = new HashSet<>(); if (originalSet.isEmpty()) { sets.add(new HashSet<>()); return sets; } List<T> list = new ArrayList<>(originalSet); T head = list.get(0); Set<T> rest = new HashSet<>(list.subList(1, list.size())); for (Set<T> set : getPowerset(rest)) { Set<T> newSet = new HashSet<>(); newSet.add(head); newSet.addAll(set); sets.add(newSet); sets.add(set); } return sets; }
此递归解决方案迭代集合的元素,将它们添加到每个子集并生成一个新的子集。它始终保持剩余元素的幂集。
使用示例输入进行简单测试会产生预期结果:
for (Set<Integer> s : getPowerset(mySet)) { System.out.println(s); }
输出:
[] [1] [2] [1, 2] [3] [1, 3] [2, 3] [1, 2, 3]
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