Как написать C ++ версию функции powerset Python

Здесь довольно буквальный перевод кода Python

#include <vector>
using std::vector;
#include <iostream>
using std::cout;

//def powerSet(elts):
vector<vector<int>> powerSet(const vector<int>& elts)
{
//  if len(elts) == 0:
    if (elts.empty()) {
//      return [[]]
        return vector<vector<int>>(
            1, // vector contains 1 element which is...
            vector<int>()); // ...empty vector of ints
    }
//  else:
    else {
//      smaller = powerSet(elts[1:])
        vector<vector<int>> smaller = powerSet(
            vector<int>(elts.begin() +1, elts.end()));
//      elt = [elts[0]]
        int elt = elts[0]; // in Python elt is a list (of int)
//      withElt = []
        vector<vector<int>> withElt;
//      for s in smaller:
        for (const vector<int>& s: smaller) {
//          withElt.append(s + elt)
            withElt.push_back(s);
            withElt.back().push_back(elt);
        }
//      allofthem = smaller + withElt
        vector<vector<int>> allofthem(smaller);
        allofthem.insert(allofthem.end(), withElt.begin(), withElt.end());
//      return allofthem
        return allofthem;
    }
}

Для этого используется vector<int> для набора целых чисел. И тогда vector этого, т.е. vector<vector<int>> представляет собой список наборов целых чисел. Вы специально спросили об одном

Я не знаю, как вернуть пустой массив в пустой массив (когда list elts имеет размер 0).

Первый оператор return возвращает список с одним элементом, пустым множеством, с использованием vector конструктора, первым аргументом которого является n - количество элементов в vector, а вторым аргументом является элемент, повторяющий n раз. Альтернативная, но более длинная альтернатива

    vector<vector<int>> powerSetOfEmptySet;
    vector<int> emptySet;
    powerSetOfEmptySet.push_back(emptySet);
    return powerSetOfEmptySet;

Я попытался сохранить код простым и избежать слишком много эзотерических функций C++. Надеюсь, вы сможете справиться с этим с помощью хорошей справки. Одна идиома C++, которую я использовал, добавляет один вектор к другому, как и allofthem.insert(allofthem.end(), withElt.begin(), withElt.end()); ,

Также в C++, который "ближе к металу", чем Python, вы, вероятно, используете только один vector вместо трех векторов smaller, с withElt и allofthem. Это приводит к более короткому и более оптимальному коду ниже.

//def powerSet(elts):
vector<vector<int>> powerSet(const vector<int>& elts)
{
//  if len(elts) == 0:
    if (elts.empty()) {
//      return [[]]
        return vector<vector<int>>(1, vector<int>());
    }
//  else:
    else {
//      smaller = powerSet(elts[1:])
        vector<vector<int>> allofthem = powerSet(
            vector<int>(elts.begin() +1, elts.end()));
//      elt = [elts[0]]
        int elt = elts[0]; // in Python elt is a list (of int)
//      withElt = []
//      for s in smaller:
//          withElt.append(s + elt)
//      allofthem = smaller + withElt
        const int n = allofthem.size();
        for (int i=0; i<n; ++i) {
            const vector<int>& s = allofthem[i];
            allofthem.push_back(s);
            allofthem.back().push_back(elt);
        }
//      return allofthem
        return allofthem;
    }
}

Тестовый код ниже

int main()
{
    const int N = 5;
    vector<int> input;
    for(int i=1; i<=N; ++i) {
        input.push_back(i);
    }
    vector<vector<int>> ps = powerSet(input);
    for(const vector<int>& set:ps) {
        cout << "[ ";
        for(int elt: set) {
            cout << elt << " ";
        }
        cout << "]\n";
    }
    return 0;
}

В качестве сноски я был приятно удивлен, насколько простым было перевести с Python на C++. Я читал, что имеет смысл использовать Python для написания (или прототипа) алгоритмов, а затем переписать на языке, таком как C++ по мере необходимости, но, как говорится в пословице, видение - это верить.

---

Вот версия программы, которая работает с C++ 98. Я вернулся основные черты C++ 11, которые я использовал (>> в объявлениях шаблона и диапазон на основе for).

#include <vector>
using std::vector;
#include <iostream>
using std::cout;

vector<vector<int> > powerSet(const vector<int>& elts)
{
    if (elts.empty()) {
        return vector<vector<int> >(1, vector<int>());
    }
    else {
        vector<vector<int> > allofthem = powerSet(
            vector<int>(elts.begin() +1, elts.end()));
        int elt = elts[0];
        const int n = allofthem.size();
        for (int i=0; i<n; ++i) {
            const vector<int>& s = allofthem[i];
            allofthem.push_back(s);
            allofthem.back().push_back(elt);
        }
        return allofthem;
    }
}

int main()
{
    const int N = 5;
    vector<int> input;
    for(int i=1; i<=N; ++i) {
        input.push_back(i);
    }
    vector<vector<int> > ps = powerSet(input);
    for(vector<vector<int> >::const_iterator i=ps.begin(); i!=ps.end(); ++i) {
        const vector<int>& set = *i;
        cout << "[ ";
        for(vector<int>::const_iterator j=set.begin(); j!=set.end(); ++j) {
            int elt = *j;
            cout << elt << " ";
        }
        cout << "]\n";
    }
    return 0;
}