C++如何将数组平分为两个和相等的子集

冬静酱_2455

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2026-08-19

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原创

该问题本质是判断能否将数组划分为两个和相等的子集,等价于是否存在子集和为 total_sum / 2;需先验证 total_sum 是否为偶数,否则直接返回 false;使用一维布尔 dp 数组,倒序更新以避免重复选元素,最终返回 dp[target]。

c++如何将数组平分为两个和相等的子集

这个问题本质是 0-1 背包的变形

直接判断能否划分为两个和相等的子集,等价于:是否存在一个子集,其元素和恰好为 total_sum / 2。前提是 total_sum 必须为偶数,否则不可能平分。

所以第一步永远是检查 sum % 2 != 0 —— 如果成立,直接返回 false,不用往下算。

用 std::vector<bool></bool> 做空间优化的 DP

目标和记为 target = sum / 2,我们只需要一维布尔数组 dp,其中 dp[j] 表示能否凑出和为 j 的子集。

  • 初始化:dp[0] = true(和为 0 总是可以,选空集),其余为 false
  • 遍历每个数 num 时,必须倒序更新 j 从 target 到 num,避免重复使用同一元素
  • 状态转移:若 dp[j - num] 为 true,则置 dp[j] = true

示例关键片段:

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int sum = std::accumulate(nums.begin(), nums.end(), 0);
if (sum % 2 != 0) return false;
int target = sum / 2;
std::vector<bool> dp(target + 1, false);
dp[0] = true;
for (int num : nums) {
    for (int j = target; j >= num; --j) {
        if (dp[j - num]) dp[j] = true;
    }
}
return dp[target];
</bool>

注意 int 溢出和 target 过大的边界情况

如果数组元素和很大(比如全为 1e5 的 200 个数),target 可能超过 1e7,此时 std::vector<bool></bool> 虽省空间但遍历慢,且可能触发栈溢出或超时。

  • 实际编码前先加保护:若 target > 10000,建议直接返回 false 或改用折半搜索(meet-in-the-middle)
  • nums 全为正整数是前提;含负数或零需另做处理,本题通常默认正整数
  • 某些 OJ 测试用例会故意让 sum 是奇数但非常大,sum / 2 截断后仍是合法 int,但逻辑上已不可分——所以务必先判奇偶

递归 + 记忆化不是最优解,但便于调试逻辑

如果你在验证思路或小数据调试,可以用 unordered_map 记录 (index, remaining) 状态,但要注意键构造开销大、常数高。

  • 参数顺序很重要:先传当前下标 i,再传剩余目标 rem,避免重复计算相同子问题
  • 剪枝条件必须写全:除了 rem == 0 返回 true,还要有 rem 或 <code>i == n 且 rem > 0 时返回 false
  • 不要用 vector<vector>></vector> 做记忆表——rem 可能很大,二维数组会炸内存

真正上线或跑大数据,DP 才是稳定选择。

最易被忽略的一点:题目没说数组非空,但若输入为空,sum == 0 → target == 0 → dp[0] == true,结果是 true,符合数学定义(两个空集和均为 0)。这个边界得心里有数。

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