<think>好的，我现在要解决这个问题：给定一个候选数字数组candidates和一个目标数target，找出所有唯一组合使得它们的和等于target，每个数字在每个组合中只能使用一次，并且结果要按升序排列。用户还给出了Java的代码框架，需要补全。
首先，我需要理解问题要求。题目中的关键点有几个：每个数字在每个组合中只能使用一次，结果不能有重复的组合，且结果需要按升序排列返回。例如，如果输入是[10,1,2,7,6,1,5]，target=8，那么可能的组合有[1,1,6], [1,2,5], [1,7], [2,6]。这些组合需要按升序排列，并且结果列表本身也要有序。
接下来，我需要确定用什么算法来解决这个问题。这类组合求和问题通常可以用回溯法（DFS）来处理。但由于数组中可能有重复元素，并且每个元素只能用一次，所以需要考虑去重的步骤。例如，如果数组中有两个1，那么在同一个递归层级中，不能多次选择相同的数字，否则会导致重复的组合。
然后，我需要考虑如何处理重复元素。首先，应该对数组进行排序，这样相同的元素会排列在一起。在回溯的过程中，当遇到重复的元素时，需要跳过这些重复的元素，以避免生成重复的组合。例如，排序后的数组是[1,1,2,5,6,7,10]，当处理第一个1之后，同一层级的后续1应该被跳过，因为它们已经被处理过了，这样可以避免生成重复的组合。
接下来是回溯法的具体步骤。回溯函数需要跟踪当前的路径、起始索引、剩余的目标值。每次选择一个数字后，递归调用函数处理剩下的元素，同时起始索引加1，因为每个数字只能用一次。如果剩余的目标值变为0，说明当前路径是一个有效的组合，将其加入结果列表。如果剩余目标值小于0，则剪枝，提前终止递归。
然后，我需要考虑代码的结构。用户提供的代码框架中有一个方法combinationSum2，返回类型是int[][]，但通常组合结果会用List<List<Integer>>来存储，最后再转换为二维数组。因此，在实现过程中，可能需要先将结果存储在List中，最后再转换格式。转换时需要注意每个内部列表需要排序，并且整个结果列表也需要排序，以满足题目要求的升序排列。不过，由于在回溯前已经对原数组进行了排序，所以在生成组合时，路径自然就是有序的，不需要额外排序每个组合。但整个结果列表可能会有不同的顺序，需要确保最终结果的每个组合是唯一的，并且整体按升序排列。不过，如果原数组已经排序，并且回溯时是按顺序处理的，那么生成的组合自然就是有序的，且结果列表中的每个组合也是按升序排列的，不需要额外排序。
现在，我需要处理代码中的具体实现。首先，对候选数组进行排序。然后，使用回溯法，遍历每个元素，跳过重复的元素，避免重复组合。在每次递归调用时，起始索引是当前索引加1，因为每个元素只能用一次。此外，当当前元素大于剩余目标值时，可以提前终止循环，因为后面的元素更大，无法满足条件。
在代码实现时，需要注意Java中List的操作，例如添加路径时要新建一个ArrayList，避免引用问题。最后，将结果从List<List<Integer>>转换为int[][]，每个内部列表转换为数组，并且整个结果数组需要按升序排列。不过，由于回溯过程中已经按照排序后的数组进行处理，生成的组合本身就是有序的，所以结果列表中的组合顺序应该是正确的，不需要额外排序。
可能的错误点包括：未正确去重，导致生成重复的组合；在递归调用时起始索引未正确增加，导致重复使用元素；转换结果时处理不当，导致返回的数组不符合要求。
例如，处理数组[1,1,2]和target=3时，正确的组合应该是[1,2]和[1,2]吗？不，因为两个1是不同的元素，但它们的值相同，所以应该视为同一组合，即只出现一次[1,2]。所以需要跳过同一层级中的重复元素，确保同一位置不会选择相同的数字多次。
总结步骤：
1. 对候选数组排序。
2. 使用回溯法，遍历每个元素。
3. 在每一层递归中，跳过重复的元素。
4. 递归调用时，起始索引+1，避免重复使用同一元素。
5. 收集所有符合条件的组合，转换为要求的输出格式。
现在，我需要编写具体的代码，并测试一些案例，确保正确性。例如，输入candidates = [10,1,2,7,6,1,5], target=8，排序后变为[1,1,2,5,6,7,10]。回溯过程中，选择第一个1，然后剩余目标为7，接着在后面的元素中选择，可能找到1（第二个1）、2、5等，但需要注意不能重复使用同一位置的元素。需要确保生成的组合正确，且没有重复。</think>#### 问题分析
给定可能包含重复元素的数组 `candidates` 和目标值 `target`，需找出所有**唯一组合**使得和为 `target`，要求每个数字在每个组合中**只能使用一次**。关键挑战在于**去重**和**剪枝优化**。
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#### 算法设计（回溯+剪枝）
1. **排序预处理**：将数组排序，使相同元素相邻，方便跳过重复项。
2. **回溯框架**：
- 用 `start` 控制遍历起点，避免重复使用元素
- 当 `target == 0` 时记录有效组合
- 遇到重复元素时跳过（`i > start` 时比较当前与前一个元素）
3. **剪枝优化**：若当前元素值已超过剩余 `target`，提前终止循环。
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#### Java 代码实现
```java
import java.util.*;
public class Solution {
public int[][] combinationSum2(int[] candidates, int target) {
Arrays.sort(candidates); // 关键步骤：排序以方便去重
List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();
backtrack(candidates, target, 0, new ArrayList<>(), result);
return convertToArray(result);
}
private void backtrack(int[] nums, int remain, int start,
List<Integer> path, List<List<Integer>> result) {
if (remain == 0) {
result.add(new ArrayList<>(path));
return;
}
for (int i = start; i < nums.length; i++) {
// 剪枝：当前值超过剩余目标时跳过后续更大值
if (nums[i] > remain) break;
// 去重：跳过同一层中相同的数字（i > start 保证不同层）
if (i > start && nums[i] == nums[i-1]) continue;
path.add(nums[i]);
backtrack(nums, remain - nums[i], i + 1, path, result);
path.remove(path.size() - 1);
}
}
// 转换结果到二维数组
private int[][] convertToArray(List<List<Integer>> list) {
int[][] res = new int[list.size()][];
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
List<Integer> subList = list.get(i);
res[i] = new int[subList.size()];
for (int j = 0; j < subList.size(); j++) {
res[i][j] = subList.get(j);
}
}
return res;
}
}
```
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#### 关键点解析
1. **去重逻辑**：
- 条件 `i > start && nums[i] == nums[i-1]` 确保只在**同一层级**跳过重复元素，允许不同层级使用相同值。
- 例如 `[1,1,2]` 中，当 `start=0` 时，第一个 `1` 被选中后，第二个 `1` 在同一层级会被跳过，避免生成重复组合 `[1,2]`。
2. **剪枝优化**：
- 排序后若 `nums[i] > remain`，可以直接 `break` 而非 `continue`，因为后续元素更大，必然无法满足条件。
3. **复杂度分析**：
- 时间复杂度：$O(2^n)$（最坏情况需遍历所有子集）
- 空间复杂度：$O(n)$（递归栈深度）
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#### 示例验证
输入：`candidates = [10,1,2,7,6,1,5]`, `target = 8`
排序后：`[1,1,2,5,6,7,10]`
输出：
```
[
[1,1,6],
[1,2,5],
[1,7],
[2,6]
]
```
算法通过剪枝和去重机制，确保结果无重复且高效。
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