子集的积和
问题内容:
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。)
问题答案:
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。