Az összes részhalmaz átlagának összege
Próbáld ki a GfG Practice-n 
#practiceLinkDiv { display: none !important; }
#practiceLinkDiv { display: none !important; } Adott egy N egész elemből álló arr[] tömb, a feladat az, hogy megtaláljuk a tömb összes részhalmazának átlagának összegét.
Példa:
Input : arr[] = [2 3 5]
Output : 23.33
Explanation : Subsets with their average are
[2] average = 2/1 = 2
[3] average = 3/1 = 3
[5] average = 5/1 = 5
[2 3] average = (2+3)/2 = 2.5
[2 5] average = (2+5)/2 = 3.5
[3 5] average = (3+5)/2 = 4
[2 3 5] average = (2+3+5)/3 = 3.33
Sum of average of all subset is
2 + 3 + 5 + 2.5 + 3.5 + 4 + 3.33 = 23.33 Recommended Practice Az összes részhalmaz átlagának összege Próbáld ki!Naiv megközelítés: Egy naiv megoldás az összes lehetséges részhalmaz iterációja, és egy an átlagos mindegyikből, majd egyenként adja hozzá őket, de ez exponenciális időt vesz igénybe, és nagyobb tömböknél nem lesz megvalósítható.
Példa vételével kaphatunk mintátarr = [a0 a1 a2 a3]
sum of average =
a0/1 + a1/1 + a2/2 + a3/1 +
(a0+a1)/2 + (a0+a2)/2 + (a0+a3)/2 + (a1+a2)/2 +
(a1+a3)/2 + (a2+a3)/2 +
(a0+a1+a2)/3 + (a0+a2+a3)/3 + (a0+a1+a3)/3 +
(a1+a2+a3)/3 +
(a0+a1+a2+a3)/4
If S = (a0+a1+a2+a3) then above expression
can be rearranged as below
sum of average = (S)/1 + (3*S)/2 + (3*S)/3 + (S)/4A számlálókkal való együttható a következőképpen magyarázható, ha tegyük fel, hogy K elemű részhalmazokon iterálunk, akkor a nevező K lesz, a számláló pedig r*S, ahol az „r” azt jelzi, hogy egy adott tömbelem hányszor kerül hozzáadásra, miközben azonos méretű részhalmazokon iterálunk. Megvizsgálva láthatjuk, hogy r nCr(N - 1 n - 1) lesz, mivel egy elem összegzésbe helyezése után (n - 1) elemet kell kiválasztanunk (N - 1) elemből, így minden elem gyakorisága nCr(N - 1 n - 1) lesz, miközben figyelembe vesszük az azonos méretű részhalmazokat, mivel minden elem részt vesz, és ez az összegzésben az S idők száma is egyenlő lesz. kifejezést.
Az alábbi kódban Az nCr dinamikus programozási módszerrel valósul meg bővebben itt olvashatsz róla
C++Java// C++ program to get sum of average of all subsets #includeusing namespace std ; // Returns value of Binomial Coefficient C(n k) int nCr ( int n int k ) { int C [ n + 1 ][ k + 1 ]; int i j ; // Calculate value of Binomial Coefficient in bottom // up manner for ( i = 0 ; i <= n ; i ++ ) { for ( j = 0 ; j <= min ( i k ); j ++ ) { // Base Cases if ( j == 0 || j == i ) C [ i ][ j ] = 1 ; // Calculate value using previously stored // values else C [ i ][ j ] = C [ i - 1 ][ j - 1 ] + C [ i - 1 ][ j ]; } } return C [ n ][ k ]; } // method returns sum of average of all subsets double resultOfAllSubsets ( int arr [] int N ) { double result = 0.0 ; // Initialize result // Find sum of elements int sum = 0 ; for ( int i = 0 ; i < N ; i ++ ) sum += arr [ i ]; // looping once for all subset of same size for ( int n = 1 ; n <= N ; n ++ ) /* each element occurs nCr(N-1 n-1) times while considering subset of size n */ result += ( double )( sum * ( nCr ( N - 1 n - 1 ))) / n ; return result ; } // Driver code to test above methods int main () { int arr [] = { 2 3 5 7 }; int N = sizeof ( arr ) / sizeof ( int ); cout < < resultOfAllSubsets ( arr N ) < < endl ; return 0 ; } C#// java program to get sum of // average of all subsets import java.io.* ; class GFG { // Returns value of Binomial // Coefficient C(n k) static int nCr ( int n int k ) { int C [][] = new int [ n + 1 ][ k + 1 ] ; int i j ; // Calculate value of Binomial // Coefficient in bottom up manner for ( i = 0 ; i <= n ; i ++ ) { for ( j = 0 ; j <= Math . min ( i k ); j ++ ) { // Base Cases if ( j == 0 || j == i ) C [ i ][ j ] = 1 ; // Calculate value using // previously stored values else C [ i ][ j ] = C [ i - 1 ][ j - 1 ] + C [ i - 1 ][ j ] ; } } return C [ n ][ k ] ; } // method returns sum of average of all subsets static double resultOfAllSubsets ( int arr [] int N ) { // Initialize result double result = 0.0 ; // Find sum of elements int sum = 0 ; for ( int i = 0 ; i < N ; i ++ ) sum += arr [ i ] ; // looping once for all subset of same size for ( int n = 1 ; n <= N ; n ++ ) /* each element occurs nCr(N-1 n-1) times while considering subset of size n */ result += ( double )( sum * ( nCr ( N - 1 n - 1 ))) / n ; return result ; } // Driver code to test above methods public static void main ( String [] args ) { int arr [] = { 2 3 5 7 }; int N = arr . length ; System . out . println ( resultOfAllSubsets ( arr N )); } } // This code is contributed by vt_mJavaScript// C# program to get sum of // average of all subsets using System ; class GFG { // Returns value of Binomial // Coefficient C(n k) static int nCr ( int n int k ) { int [ ] C = new int [ n + 1 k + 1 ]; int i j ; // Calculate value of Binomial // Coefficient in bottom up manner for ( i = 0 ; i <= n ; i ++ ) { for ( j = 0 ; j <= Math . Min ( i k ); j ++ ) { // Base Cases if ( j == 0 || j == i ) C [ i j ] = 1 ; // Calculate value using // previously stored values else C [ i j ] = C [ i - 1 j - 1 ] + C [ i - 1 j ]; } } return C [ n k ]; } // method returns sum of average // of all subsets static double resultOfAllSubsets ( int [] arr int N ) { // Initialize result double result = 0.0 ; // Find sum of elements int sum = 0 ; for ( int i = 0 ; i < N ; i ++ ) sum += arr [ i ]; // looping once for all subset // of same size for ( int n = 1 ; n <= N ; n ++ ) /* each element occurs nCr(N-1 n-1) times while considering subset of size n */ result += ( double )( sum * ( nCr ( N - 1 n - 1 ))) / n ; return result ; } // Driver code to test above methods public static void Main () { int [] arr = { 2 3 5 7 }; int N = arr . Length ; Console . WriteLine ( resultOfAllSubsets ( arr N )); } } // This code is contributed by Sam007PHP< script > // javascript program to get sum of // average of all subsets // Returns value of Binomial // Coefficient C(n k) function nCr ( n k ) { let C = new Array ( n + 1 ); for ( let i = 0 ; i <= n ; i ++ ) { C [ i ] = new Array ( k + 1 ); for ( let j = 0 ; j <= k ; j ++ ) { C [ i ][ j ] = 0 ; } } let i j ; // Calculate value of Binomial // Coefficient in bottom up manner for ( i = 0 ; i <= n ; i ++ ) { for ( j = 0 ; j <= Math . min ( i k ); j ++ ) { // Base Cases if ( j == 0 || j == i ) C [ i ][ j ] = 1 ; // Calculate value using // previously stored values else C [ i ][ j ] = C [ i - 1 ][ j - 1 ] + C [ i - 1 ][ j ]; } } return C [ n ][ k ]; } // method returns sum of average of all subsets function resultOfAllSubsets ( arr N ) { // Initialize result let result = 0.0 ; // Find sum of elements let sum = 0 ; for ( let i = 0 ; i < N ; i ++ ) sum += arr [ i ]; // looping once for all subset of same size for ( let n = 1 ; n <= N ; n ++ ) /* each element occurs nCr(N-1 n-1) times while considering subset of size n */ result += ( sum * ( nCr ( N - 1 n - 1 ))) / n ; return result ; } let arr = [ 2 3 5 7 ]; let N = arr . length ; document . write ( resultOfAllSubsets ( arr N )); < /script>Python3// PHP program to get sum // of average of all subsets // Returns value of Binomial // Coefficient C(n k) function nCr ( $n $k ) { $C [ $n + 1 ][ $k + 1 ] = 0 ; $i ; $j ; // Calculate value of Binomial // Coefficient in bottom up manner for ( $i = 0 ; $i <= $n ; $i ++ ) { for ( $j = 0 ; $j <= min ( $i $k ); $j ++ ) { // Base Cases if ( $j == 0 || $j == $i ) $C [ $i ][ $j ] = 1 ; // Calculate value using // previously stored values else $C [ $i ][ $j ] = $C [ $i - 1 ][ $j - 1 ] + $C [ $i - 1 ][ $j ]; } } return $C [ $n ][ $k ]; } // method returns sum of // average of all subsets function resultOfAllSubsets ( $arr $N ) { // Initialize result $result = 0.0 ; // Find sum of elements $sum = 0 ; for ( $i = 0 ; $i < $N ; $i ++ ) $sum += $arr [ $i ]; // looping once for all // subset of same size for ( $n = 1 ; $n <= $N ; $n ++ ) /* each element occurs nCr(N-1 n-1) times while considering subset of size n */ $result += (( $sum * ( nCr ( $N - 1 $n - 1 ))) / $n ); return $result ; } // Driver Code $arr = array ( 2 3 5 7 ); $N = sizeof ( $arr ) / sizeof ( $arr [ 0 ]); echo resultOfAllSubsets ( $arr $N ) ; // This code is contributed by nitin mittal. ?>
Kimenet63.75Időbeli összetettség: On 3 )
Kiegészítő tér: On 2 )Hatékony megközelítés: Téroptimalizálás O(1)
A fenti megközelítés térkomplexitásának optimalizálására hatékonyabb megközelítést alkalmazhatunk, amely elkerüli a teljes mátrix szükségességét. C[][] binomiális együtthatók tárolására. Ehelyett használhatunk egy kombinált képletet a binomiális együttható közvetlen kiszámításához, amikor szükséges.A megvalósítás lépései:
- Ismételje meg a tömb elemeit, és számítsa ki az összes elem összegét.
- Iteráljon minden egyes részhalmaz méretet 1-től N-ig.
- A hurkon belül számítsa ki a átlagos az elemek összegének szorzata a részhalmaz méretének binomiális együtthatójával. Adja hozzá a számított átlagot az eredményhez.
- A végeredmény visszaküldése.
Végrehajtás:
C++ #include using namespace std ; // Method to calculate binomial coefficient C(n k) int binomialCoeff ( int n int k ) { int res = 1 ; // Since C(n k) = C(n n-k) if ( k > n - k ) k = n - k ; // Calculate value of [n * (n-1) * ... * (n-k+1)] / [k * (k-1) * ... * 1] for ( int i = 0 ; i < k ; i ++ ) { res *= ( n - i ); res /= ( i + 1 ); } return res ; } // Method to calculate the sum of the average of all subsets double resultOfAllSubsets ( int arr [] int N ) { double result = 0.0 ; int sum = 0 ; // Calculate the sum of elements for ( int i = 0 ; i < N ; i ++ ) sum += arr [ i ]; // Loop for each subset size for ( int n = 1 ; n <= N ; n ++ ) result += ( double )( sum * binomialCoeff ( N - 1 n - 1 )) / n ; return result ; } // Driver code to test the above methods int main () { int arr [] = { 2 3 5 7 }; int N = sizeof ( arr ) / sizeof ( int ); cout < < resultOfAllSubsets ( arr N ) < < endl ; return 0 ; }
Java import java.util.Arrays ; public class Main { // Method to calculate binomial coefficient C(n k) static int binomialCoeff ( int n int k ) { int res = 1 ; // Since C(n k) = C(n n-k) if ( k > n - k ) k = n - k ; // Calculate value of [n * (n-1) * ... * (n-k+1)] / [k * (k-1) * ... * 1] for ( int i = 0 ; i < k ; i ++ ) { res *= ( n - i ); res /= ( i + 1 ); } return res ; } // Method to calculate the sum of the average of all subsets static double resultOfAllSubsets ( int arr [] int N ) { double result = 0.0 ; int sum = 0 ; // Calculate the sum of elements for ( int i = 0 ; i < N ; i ++ ) sum += arr [ i ] ; // Loop for each subset size for ( int n = 1 ; n <= N ; n ++ ) result += ( double ) ( sum * binomialCoeff ( N - 1 n - 1 )) / n ; return result ; } // Driver code to test the above methods public static void main ( String [] args ) { int arr [] = { 2 3 5 7 }; int N = arr . length ; System . out . println ( resultOfAllSubsets ( arr N )); } }
C# using System ; public class MainClass { // Method to calculate binomial coefficient C(n k) static int BinomialCoeff ( int n int k ) { int res = 1 ; // Since C(n k) = C(n n-k) if ( k > n - k ) k = n - k ; // Calculate value of [n * (n-1) * ... * (n-k+1)] / [k * (k-1) * ... * 1] for ( int i = 0 ; i < k ; i ++ ) { res *= ( n - i ); res /= ( i + 1 ); } return res ; } // Method to calculate the sum of the average of all subsets static double ResultOfAllSubsets ( int [] arr int N ) { double result = 0.0 ; int sumVal = 0 ; // Calculate the sum of elements for ( int i = 0 ; i < N ; i ++ ) sumVal += arr [ i ]; // Loop for each subset size for ( int n = 1 ; n <= N ; n ++ ) result += ( double )( sumVal * BinomialCoeff ( N - 1 n - 1 )) / n ; return result ; } // Driver code to test the above methods public static void Main () { int [] arr = { 2 3 5 7 }; int N = arr . Length ; Console . WriteLine ( ResultOfAllSubsets ( arr N )); } }
JavaScript // Function to calculate binomial coefficient C(n k) function binomialCoeff ( n k ) { let res = 1 ; // Since C(n k) = C(n n-k) if ( k > n - k ) k = n - k ; // Calculate value of [n * (n-1) * ... * (n-k+1)] / [k * (k-1) * ... * 1] for ( let i = 0 ; i < k ; i ++ ) { res *= ( n - i ); res /= ( i + 1 ); } return res ; } // Function to calculate the sum of the average of all subsets function resultOfAllSubsets ( arr ) { let result = 0.0 ; let sum = arr . reduce (( acc val ) => acc + val 0 ); // Loop for each subset size for ( let n = 1 ; n <= arr . length ; n ++ ) { result += ( sum * binomialCoeff ( arr . length - 1 n - 1 )) / n ; } return result ; } const arr = [ 2 3 5 7 ]; console . log ( resultOfAllSubsets ( arr ));
Python3 # Method to calculate binomial coefficient C(n k) def binomialCoeff ( n k ): res = 1 # Since C(n k) = C(n n-k) if k > n - k : k = n - k # Calculate value of [n * (n-1) * ... * (n-k+1)] / [k * (k-1) * ... * 1] for i in range ( k ): res *= ( n - i ) res //= ( i + 1 ) return res # Method to calculate the sum of the average of all subsets def resultOfAllSubsets ( arr N ): result = 0.0 sum_val = 0 # Calculate the sum of elements for i in range ( N ): sum_val += arr [ i ] # Loop for each subset size for n in range ( 1 N + 1 ): result += ( sum_val * binomialCoeff ( N - 1 n - 1 )) / n return result # Driver code to test the above methods arr = [ 2 3 5 7 ] N = len ( arr ) print ( resultOfAllSubsets ( arr N ))
Kimenet
63.75Időbeli összetettség: O(n^2)
Kiegészítő tér: O(1)Kvíz létrehozása
