Checking if a set of numbers can be added up to a given value

I have a table like this:

set.seed(123)
random_table <- data.frame(
  Column1 = sample(1:10, 5, replace = TRUE),
  Column2 = sample(1:10, 5, replace = TRUE),
  Column3 = sample(1:10, 5, replace = TRUE),
  Column4 = sample(1:10, 5, replace = TRUE),
  Column5 = sample(1:10, 5, replace = TRUE)
)


 Column1 Column2 Column3 Column4 Column5
       3       5       5       3       9
       3       4       3       8       3
      10       6       9      10       4
       2       9       9       7       1
       6      10       9      10       7

I want to make a function that checks if “n” numbers from this table can sum to some value “m”. When this is possible, I want to record all such combinations (else NULL).

I tried to write a function to do this using the combinat library:

library(combinat)

    find_combinations <- function(table, num, target_sum) {

    combinations <- combn(as.vector(as.matrix(table)), num)

    valid_combinations <- list()
    valid_cells <- list()

    for (i in 1:ncol(combinations)) {
        if (sum(combinations[, i]) == target_sum) {
            valid_combinations <- append(valid_combinations, list(combinations[, i]))
        
            cells <- c()
            for (value in combinations[, i]) {
            cell <- which(table == value, arr.ind = TRUE)[1, ]
            cells <- c(cells, paste0(LETTERS[cell[2]], cell[1]))
        }
        valid_cells <- append(valid_cells, list(cells))
    }
}

if (length(valid_combinations) > 0) {
    result <- data.frame(
        id = seq_along(valid_combinations),
        sum = rep(target_sum, length(valid_combinations)),
        numbers_selected = sapply(valid_combinations, function(x) paste(x, collapse = ",")),
        cells = sapply(valid_cells, function(x) paste(x, collapse = ","))
    )
} else {
    result <- data.frame(
        id = NA,
        sum = NA,
        numbers_selected = NA,
        cells = NA
    )
}

return(result)

}

I then called the function for a specific example and removed all duplicates (relative to the cells column):

result <- find_combinations(random_table, num = 4, target_sum = 19)

result$sorted_cells <- sapply(strsplit(result$cells, ","), function(x) paste(sort(x), collapse = ","))
result <- result[!duplicated(result$sorted_cells), ]
result$sorted_cells <- NULL

result$id <- seq_len(nrow(result))

The output looks like this:

 id sum numbers_selected       cells
  1  19         3,3,10,3 A1,A1,A3,A1
  2  19          3,3,6,7 A1,A1,A5,D4
  3  19          3,3,5,8 A1,A1,B1,D2
  4  19          3,3,4,9 A1,A1,B2,B4
  5  19         3,10,2,4 A1,A3,A4,B2

Are there any standard ways to do this in R (ex: Finding all possible combinations of numbers from a vector to reach a given sum (No repetitions), Getting all the combination of numbers from a list that would sum to a specific number)? Or do we really have to write a function?

4

This is a restricted subset sum problem. Take a look at RcppAlgos::partitionsGeneral (also see this vignette).

library(RcppAlgos)

result <- partitionsGeneral(unlist(random_table), 4, target = 19)
dim(result)
#> [1] 328   4

all(rowSums(result) == 19)
#> [1] TRUE

A function to get indices:

f <- function(df, num, target_sum, linear = TRUE) {
  x <- unlist(df, 1, 1)
  vals <- unique(partitionsGeneral(x, num, target = target_sum))
  idx <- array(split(seq_along(x), x)[as.character(vals)], dim(vals))
  out <- do.call(rbind, lapply(asplit(idx, 1), comboGrid, repetition = FALSE))
  if (!(linear || is.vector(df))){
    out[] <- outer(1:nrow(df), LETTERS[1:ncol(df)], (a, b) paste0(b, a))[out]
  }
  out
}

Testing:

result_idx <- f(random_table, 4, 19)
dim(result_idx)
#> [1] 552   4

# check that each row corresponds to a set of indices of values that sum correctly
x <- result_idx
x[] <- unlist(df, 1, 1)[result_idx]
all(rowSums(x) == 19)
#> [1] TRUE

f(random_table, 4, 19, FALSE)[1:5,]
#>      Var1 Var2 Var3 Var4
#> [1,] "E4" "A4" "A5" "A3"
#> [2,] "E4" "A4" "A5" "B5"
#> [3,] "E4" "A4" "A5" "D3"
#> [4,] "E4" "A4" "A5" "D5"
#> [5,] "E4" "A4" "B3" "A3"

Note that for this example, result and result_idx don’t have the same number of rows. partitionsGeneral stops early once it has identified all unique outputs (see the comment below from the package’s author, Joseph Wood).

11

In base R, it might be fun if you implement a custom function in a recursion manner


f <- function(tgt, n, dat = random_table) {
  v <- unlist(dat)
  k <- seq_along(v)
  helper <- function(tgt, n, idx = k) {
    if (n == 1 && any(tgt == v)) {
      return(as.list(idx[tgt == v]))
    }
    if ((n == 0 && tgt > 0) || (n > 0 && tgt <= 0) || (n == 1 && !any(tgt == v))) {
      return(NULL)
    }
    unique(
      unlist(
      lapply(idx, (i) {
        lapply(helper(tgt - v[i], n - 1), (u) c(i, u))
      }),
      recursive = FALSE
    ))
  }

  combs <- helper(tgt, n)
  loc <- paste0(head(LETTERS, ncol(dat))[col(dat)], row(dat))
  do.call(
    rbind,
    lapply(combs, (j) {
      data.frame(
        sum = sum(v[j]),
        number_selected = toString(v[j]),
        cells = toString(loc[j])
      )
    })
  )
}

and you can run res <- f(19, 4) and will see

> head(res, 20)
   sum number_selected          cells
1   19     3, 3, 3, 10 A1, A1, A1, A3
2   19     3, 3, 3, 10 A1, A1, A1, B5
3   19     3, 3, 3, 10 A1, A1, A1, D3
4   19     3, 3, 3, 10 A1, A1, A1, D5
5   19     3, 3, 3, 10 A1, A1, A2, A3
6   19     3, 3, 3, 10 A1, A1, A2, B5
7   19     3, 3, 3, 10 A1, A1, A2, D3
8   19     3, 3, 3, 10 A1, A1, A2, D5
9   19     3, 3, 10, 3 A1, A1, A3, A1
10  19     3, 3, 10, 3 A1, A1, A3, A2
11  19     3, 3, 10, 3 A1, A1, A3, C2
12  19     3, 3, 10, 3 A1, A1, A3, D1
13  19     3, 3, 10, 3 A1, A1, A3, E2
14  19      3, 3, 6, 7 A1, A1, A5, D4
15  19      3, 3, 6, 7 A1, A1, A5, E5
16  19      3, 3, 5, 8 A1, A1, B1, D2
17  19      3, 3, 4, 9 A1, A1, B2, B4
18  19      3, 3, 4, 9 A1, A1, B2, C3
19  19      3, 3, 4, 9 A1, A1, B2, C4
20  19      3, 3, 4, 9 A1, A1, B2, C5

2

Given jblood94 excellent answer, this may not be of any added value, but I wrote the following, which provides the cell indices:


library(data.table)

names(random_table) <- LETTERS[1:5]

f <- (tbl,num,target) {
  k <- combn(unlist(tbl),4,simplify = F)
  k <- k[sapply(k,(i) sum(i)==target)]
  rbindlist(lapply(seq_along(k), (i) {
    data.table(i, ns = k[[i]],cells = names(k[[i]]))[order(i,ns,cells), lapply(.SD, (s) paste(s,collapse=",")), i]
  }))
}

f(random_table, 4, 19)

Output:

         i       ns       cells
     <int>   <char>      <char>
  1:     1 3,3,3,10 A1,A2,C2,A3
  2:     2 3,3,3,10 A1,A2,D1,A3
  3:     3 3,3,3,10 A1,A2,E2,A3
  4:     4  3,3,6,7 A1,A2,A5,D4
  5:     5  3,3,6,7 A1,A2,A5,E5
 ---                           
548:   548  1,3,7,8 E4,D1,E5,D2
549:   549  3,3,4,9 D1,E2,E3,E1
550:   550  1,3,7,8 E4,E2,D4,D2
551:   551  1,3,7,8 E4,E2,E5,D2
552:   552  1,4,7,7 E4,E3,D4,E5

(Also, note that my output is a bit longer than the above answer, but I can’t yet see a problem with what I’m producing.)

2

Another relatively fast way using combinations from gtools

library(gtools)

names(random_table) <- LETTERS[1:5]

nms <- names(random_table)

getDesSum <- function(dat, out, tsum){
  vect <- as.vector(t(dat)); row <- nrow(dat); col <- ncol(dat)
  data.frame(do.call(rbind,
    apply(combinations(row*col, out, 1:(row*col)), 1, (x){
      res <- vect[x]; Sum <- sum(res)
      if(Sum == tsum){
        list(Sum = Sum,
             numbers_selected = res,
             cells = paste0(nms[floor((x-1) / col)+1], ((x-1) %% col)+1))
      }
    })))}

output (limited with head)

head(getDesSum(random_table, 4, 19))
  Sum numbers_selected          cells
1  19       3, 5, 5, 6 A1, A2, A3, C2
2  19       3, 5, 5, 6 A1, A2, A3, E1
3  19       3, 5, 3, 8 A1, A2, A4, B4
4  19       3, 5, 9, 2 A1, A2, A5, D1
5  19       3, 5, 3, 8 A1, A2, B1, B4
6  19       3, 5, 4, 7 A1, A2, B2, D4
nrow(getDesSum(random_table, 4, 19))
[1] 552

4

Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức sự kiện 5 sao Thông tin về chúng tôi Dịch vụ sinh nhật bé trai Dịch vụ sinh nhật bé gái Sự kiện trọn gói Các tiết mục giải trí Dịch vụ bổ trợ Tiệc cưới sang trọng Dịch vụ khai trương Tư vấn tổ chức sự kiện Hình ảnh sự kiện Cập nhật tin tức Liên hệ ngay Thuê chú hề chuyên nghiệp Tiệc tất niên cho công ty Trang trí tiệc cuối năm Tiệc tất niên độc đáo Sinh nhật bé Hải Đăng Sinh nhật đáng yêu bé Khánh Vân Sinh nhật sang trọng Bích Ngân Tiệc sinh nhật bé Thanh Trang Dịch vụ ông già Noel Xiếc thú vui nhộn Biểu diễn xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức tiệc uy tín Khám phá dịch vụ của chúng tôi Tiệc sinh nhật cho bé trai Trang trí tiệc cho bé gái Gói sự kiện chuyên nghiệp Chương trình giải trí hấp dẫn Dịch vụ hỗ trợ sự kiện Trang trí tiệc cưới đẹp Khởi đầu thành công với khai trương Chuyên gia tư vấn sự kiện Xem ảnh các sự kiện đẹp Tin mới về sự kiện Kết nối với đội ngũ chuyên gia Chú hề vui nhộn cho tiệc sinh nhật Ý tưởng tiệc cuối năm Tất niên độc đáo Trang trí tiệc hiện đại Tổ chức sinh nhật cho Hải Đăng Sinh nhật độc quyền Khánh Vân Phong cách tiệc Bích Ngân Trang trí tiệc bé Thanh Trang Thuê dịch vụ ông già Noel chuyên nghiệp Xem xiếc khỉ đặc sắc Xiếc quay đĩa thú vị
Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa
Thiết kế website Thiết kế website Thiết kế website Cách kháng tài khoản quảng cáo Mua bán Fanpage Facebook Dịch vụ SEO Tổ chức sinh nhật