算法作业:求一个集合中所有子集元素之和


问题描述:

求一个集合中所有子集元素之和。如{1,2,3,4,5,6,7,8,9,10……n}

算法分析:

由于集合中元素具有无序性, 所以集合中每个元素在子集中出现的次数是相同的。这样的话,问题就简单了,求所有子集元素的和就可以简化为求每个元素在子集中出现的次数*全集中所有元素的和。全集中所有元素的和好求,就是n*(n+1)/2。

集合中任何一个元素出现的次数,比如1,我们可以这样来求:

首先一个集合的子集个数是2n,这个都学过,我就不推导了。

我们想求 1 出现 的次数,不好求,我们可以转化为求 1 不出现的次数,1 不出现的次数就是原来集合中除了元素 1 的元素的集合的子集个数。不明白??举个例子

{1,2,3,4}这个集合子集的个数是24,除去 1 之后集合就变为 {2,3,4}这个集合的子集个数是23,也就是说只有这些集合中没有 1 ,我们想求的 1 出现的个数就是24-23

所以在含n个元素的集合中,任何一个元素在子集中出现的次数就是2n-2n-1=2n-1

所以集合中所有元素之和sum=(n*(n+1)/2)*(2n-1)

代码实现:

#include<stdio.h>
#include<math.h>
int main()
{
     int n,sum;
    printf( " 输入数字 N :  "); 
    scanf( " %d ",&n);
    sum=pow( 2,n- 1)*(n*(n+ 1)/ 2);
    printf( " 和为%d\n ",sum);


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