LeetCode 组合总数 Ⅱ

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题目:

给定一个候选人编号的集合 candidates 和一个目标数 target ,找出 candidates 中所有可以使数字和为 target 的组合。
candidates 中的每个数字在每个组合中只能使用 一次 。
注意:解集不能包含重复的组合。 

示例 1:

输入: candidates = [10,1,2,7,6,1,5], target = 8,
输出:

[
[1,1,6],
[1,2,5],
[1,7],
[2,6]
]

示例 2:

输入: candidates = [2,5,2,1,2], target = 5,
输出:

[
[1,2,2],
[5]
]

提示:

  • 1 <= candidates.length <= 100
  • 1 <= candidates[i] <= 50
  • 1 <= target <= 30

解题:

按照顺序搜索,设置合理变量,在搜索的过程中判断变量是否出现的重复的结果集中。解题的过程如下:

1、首先对数组中的数据进行排序方便后面的数据重复判断,我是基于 Java 语言可以使用 Arrays.sort api 进行排序。

2、循环 candidates中的袁术,加入一下判断,而忽略重复的数据选项,避免产生重复的组合。比如 [1,2,2,2,5] 选择了第一个 2 , 就变成了,[1, 2] ,跳过它,就还是 [1, 2]

if (j > i && candidates[j] == candidates[j- 1] ) {
    continue;
}

3、当前选择的数字不能和下一个选择的数据重复,给子递归传 j+1避免当前选的 j 重复

dfs(candidates, len, j + 1, target - candidates[j], cob, res);

4、如果找到符合条件的时候就将结果加入到 res 中, 并且终止本次递归。

if (target == 0) {
    res.add(new ArrayList<>(cob));
    return;
}

图解如下(结合上面的梳理,我们再来看看图解):

代码:

实现的代码如下:

class Solution {
    public List<List<Integer>> combinationSum2(int[] candidates, int target) {
        int len = candidates.length;
        List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();
        if (len == 0) {
            return res;
        }
        // 排序
        Arrays.sort(candidates);

        dfs(candidates, len, 0, target, new ArrayDeque<Integer>(), res);
        return res;
    }

    /**
     * @param candidates 候选数组
     * @param len        数组长度
     * @param i          从候选数组的 i 位置开始搜索
     * @param target     表示剩余值
     * @param cob        从根节点到叶子节点的路径
     * @param res        返回结果
     */
    private void dfs(int[] candidates, int len, int i, int target,
                     ArrayDeque<Integer> cob, List<List<Integer>> res) {
        if (target == 0) {
            res.add(new ArrayList<>(cob));
            return;
        }

        for (int j = i; j < len; j++) {
            // 不符合数值累计条件,触发剪枝
            if (target - candidates[j] < 0) {
                break;
            }
            // 重复节点,触发剪枝
            if (j > i && candidates[j] == candidates[j- 1] ) {
                continue;
            }
            cob.addLast(candidates[j]);
            // 递归
            dfs(candidates, len, j + 1, target - candidates[j], cob, res);
            // 回溯
            cob.removeLast();
        }
    }
}

空间复杂度:O(2^n x n) 其中 n 是数组 candidates 的长度。在大部分递归 + 回溯的题目中,我们无法给出一个严格的渐进紧界,故这里只分析一个较为宽松的渐进上界。

空间复杂度:O(n), 除了需要存储答案的数组外,我们需要 O(n) 的存储空间列表 cob,递归中存储当前选择的数据数组、以及递归需要的栈。

总结:

回溯算法实际上一个类似枚举的搜索尝试过程,主要是在搜索尝试过程中寻找问题的解,当发现已不满足求解条件时,就“回溯”返回,尝试别的路径。回溯法是一种选优搜索法,按选优条件向前搜索,以达到目标。但当探索到某一步时,发现原先选择并不优或达不到目标,就退回一步重新选择,这种走不通就退回再走的技术为回溯法,而满足回溯条件的某个状态的点称为“回溯点”。许多复杂的,规模较大的问题都可以使用回溯法,有“通用解题方法”的美称。

在本题中采用的是 "回溯" 算法,由于题目中限制返回的解的组合中不能出现重复的数,其实这就是我们剪枝的条件,以减少回溯的次数。还有就是如果累计之和与期望结果相等的时候就是回溯的终止条件,也是在递归中的终止条件。

参考: