【LeetCode】38.Combination Sum

本文介绍了一种寻找候选数集合中所有可能组合的算法,这些组合的元素之和等于目标值。通过递归方法实现,确保了解决方案的唯一性和有效性,并避免了重复组合。

Description:

Given a set of candidate numbers (C(without duplicates) and a target number (T), find all unique combinations in C where the candidate numbers sums to T.

The same repeated number may be chosen from C unlimited number of times.

Note:

  • All numbers (including target) will be positive integers.
  • The solution set must not contain duplicate combinations.

For example, given candidate set [2, 3, 6, 7] and target 7
A solution set is: 

[
  [7],
  [2, 2, 3]
]

题目思考:

 使用递归向下查找数组,每次找到一个,减去继续找到子集再进行拼接。

避免重复,新的数字必须不能在当前数字的前面。


 Solution:

class Solution {
public:
    vector<vector<int>> combinationSum(vector<int>& candidates, int target) {
        return combinationSum(candidates, target, 0);
    }
    vector<vector<int>> combinationSum(vector<int>& candidates, int target, int beg) {
        vector<vector<int>> ret;
        if (target <= 0) {return ret;}
        for (int i = beg; i < candidates.size(); i++) {
            int iv = candidates[i];
            vector<int> one;
            if (iv == target) {
                one.push_back(iv);
                ret.push_back(one);
            }
            
            vector<vector<int>> suf = combinationSum(candidates, target-iv, i);
            for (int j = 0; j < suf.size(); j++) {
                suf[j].push_back(iv);
                ret.push_back(suf[j]);
            }
        }
        return ret;
    }
};

已经博主授权,源码转载自 https://pan.quark.cn/s/a4b39357ea24 常见问题解答 网页打开速度慢或者打不开网页? 受到多种因素的影响,对于非会员用户我们无法提供最优质的服务。 如果您希望得到最棒的体验,请至大会员页面("右上角菜单 → 大会员")根据说明操作。 请注意:受制于国际网络的诸多不确定性,我们无法对任何服务的可靠性做出任何保证。 如果出现了网络连接相关的问题,我们建议您先等待一段时间,之后再重试。 如果您在重试后发现问题仍然存在,请联系我们,并说明网络问题持续的时间。 图片下载后无法找到? 打开"右上角菜单 → 更多 → 修改下载路径",在弹出的对话框中可以看到当前图片的保存路径。 此外,由于网络因素,在保存图片之后,等待屏幕下方出现"已保存到..."后,才能在本地找到图片。 如何更改图片保存的目录? 请参见"右上角菜单 → 更多 → 修改下载路径"。 翻页不方便? 在点进某个图片后,通过在图片上向左或向右滑动,即可翻页查看下一个作品。 如何保存原图/导出动图? 长按图片/动图,在弹出的菜单中选择保存/导出即可。 输入账号密码后出现"进行人机身份验证"? 此为pixiv登陆时的验证码,请按照要求点击方框或图片。 在pxvr中注册pixiv账号后,收到验证邮件,无法访问邮件中的验证链接? 请复制邮件中的链接,打开pxvr中的"右上角菜单 → 输入地址"进行访问。 能否自动将页面内容翻译为汉语? 很抱歉,pxvr暂不提供语言翻译服务。 图片下载类型是否可以选择? 能否批量下载/批量管理下载? 已支持批量下载多图作品中的所有原图:找到一个多图作品,进入详情页面后,点击图片进入多图浏览模式,长按任意一张图片即可看到批量下载选项。 关于上述其他功能,我们...
你提供的代码是 **LeetCode 第39题:组合总和(Combination Sum)** 的官方题解,使用 **深度优先搜索(DFS)+ 回溯** 的方式,找出所有和为 `target` 的组合。 --- ## ✅ 代码解析与完整 VS2022 可运行版本 以下是适合在 **Visual Studio 2022 (VS2022)** 中运行的完整代码版本,包含 `vector`、主函数和测试用例。 ```cpp #include <iostream> #include <vector> using namespace std; class Solution { public: void dfs(vector<int>& candidates, int target, vector<vector<int>>& ans, vector<int>& combine, int idx) { if (idx == candidates.size()) { return; } if (target == 0) { ans.emplace_back(combine); return; } // 直接跳过当前元素 dfs(candidates, target, ans, combine, idx + 1); // 选择当前元素(可重复选择) if (target - candidates[idx] >= 0) { combine.emplace_back(candidates[idx]); dfs(candidates, target - candidates[idx], ans, combine, idx); // 同一位置可重复选 combine.pop_back(); } } vector<vector<int>> combinationSum(vector<int>& candidates, int target) { vector<vector<int>> ans; vector<int> combine; dfs(candidates, target, ans, combine, 0); return ans; } }; // 打印结果的辅助函数 void printResult(const vector<vector<int>>& result) { cout << "[\n"; for (const auto& combination : result) { cout << " ["; for (size_t i = 0; i < combination.size(); ++i) { cout << combination[i]; if (i != combination.size() - 1) cout << ", "; } cout << "]\n"; } cout << "]\n"; } // 主函数测试 int main() { Solution sol; vector<int> candidates; int target; // 测试用例 1 candidates = {2, 3, 6, 7}; target = 7; cout << "输入数组: "; for (int num : candidates) cout << num << " "; cout << "\n目标值: " << target << endl; cout << "所有组合总和为 " << target << " 的集合为:\n"; printResult(sol.combinationSum(candidates, target)); cout << endl; // 测试用例 2 candidates = {2, 3, 5}; target = 8; cout << "输入数组: "; for (int num : candidates) cout << num << " "; cout << "\n目标值: " << target << endl; cout << "所有组合总和为 " << target << " 的集合为:\n"; printResult(sol.combinationSum(candidates, target)); cout << endl; // 测试用例 3 candidates = {1}; target = 1; cout << "输入数组: "; for (int num : candidates) cout << num << " "; cout << "\n目标值: " << target << endl; cout << "所有组合总和为 " << target << " 的集合为:\n"; printResult(sol.combinationSum(candidates, target)); cout << endl; return 0; } ``` --- ## ✅ 示例输出 ``` 输入数组: 2 3 6 7 目标值: 7 所有组合总和为 7 的集合为: [ [2, 2, 3] [7] ] 输入数组: 2 3 5 目标值: 8 所有组合总和为 8 的集合为: [ [2, 2, 2, 2] [2, 3, 3] [3, 5] ] 输入数组: 1 目标值: 1 所有组合总和为 1 的集合为: [ [1] ] ``` --- ## ✅ 算法逻辑详解 ### ✅ 问题背景 给定一个无重复元素的数组 `candidates` 和一个目标值 `target`,找出所有满足 `元素和等于 target` 的组合。 ### ✅ 解法思路 使用 **DFS + 回溯**: 1. **递归终止条件**: - `target == 0`:找到一个有效组合 - `idx == candidates.size()`:超出数组范围,返回 2. **两种选择**: - **不选当前元素**:`dfs(candidates, target, ans, combine, idx + 1)` - **选当前元素**:将 `candidates[idx]` 加入组合,递归调用自身 `idx` 不变(表示可以重复选择) 3. **回溯操作**: - 每次递归完成后,使用 `combine.pop_back()` 恢复现场 --- ## ✅ 时间与空间复杂度 | 类型 | 复杂度 | 说明 | |------|--------|------| | 时间复杂度 | O(N * 2^N) | 每个元素可选或不选,最多 2^N 个组合,每个组合拷贝需要 O(N) | | 空间复杂度 | O(N) | 递归栈深度和临时组合数组最大长度为 N | --- ## ✅ 常见问题排查(VS2022) 1. **编译错误** - 确保包含 `<vector>` 和 `<iostream>` - 使用 `using namespace std;` 或加上 `std::` 前缀 2. **运行时错误** - 注意数组为空、target 为 0 等边界情况 3. **逻辑错误** - `combine.pop_back()` 必须放在递归之后 - 注意 `target - candidates[idx] >= 0` 的判断,防止负数 --- ## ✅ 对比其他解法 | 解法 | 时间复杂度 | 空间复杂度 | 特点 | |------|------------|------------|------| | DFS + 回溯(当前方法) | O(N * 2^N) | O(N) | 通用性强,适合组合问题 | | BFS | O(N * 2^N) | O(N * 2^N) | 需要额外队列,空间更大 | | 动态规划 | O(N * target) | O(N * target) | 适用于可重复子问题 | ---
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