Day 25 | 216. Combination Sum III | 17. Letter Combinations of a Phone Number

LeetCode算法题解:递归与回溯法
文章介绍了在LeetCode上的一系列编程题目,涉及二叉树的遍历、链表操作、数组问题以及字符串处理等,主要使用了回溯算法来解决,如组合求和、电话号码字母组合等。

Day 1 | 704. Binary Search | 27. Remove Element | 35. Search Insert Position | 34. First and Last Position of Element in Sorted Array
Day 2 | 977. Squares of a Sorted Array | 209. Minimum Size Subarray Sum | 59. Spiral Matrix II
Day 3 | 203. Remove Linked List Elements | 707. Design Linked List | 206. Reverse Linked List
Day 4 | 24. Swap Nodes in Pairs| 19. Remove Nth Node From End of List| 160.Intersection of Two Lists
Day 6 | 242. Valid Anagram | 349. Intersection of Two Arrays | 202. Happy Numbe | 1. Two Sum
Day 7 | 454. 4Sum II | 383. Ransom Note | 15. 3Sum | 18. 4Sum
Day 8 | 344. Reverse String | 541. Reverse String II | 替换空格 | 151.Reverse Words in a String | 左旋转字符串
Day 9 | 28. Find the Index of the First Occurrence in a String | 459. Repeated Substring Pattern
Day 10 | 232. Implement Queue using Stacks | 225. Implement Stack using Queue
Day 11 | 20. Valid Parentheses | 1047. Remove All Adjacent Duplicates In String | 150. Evaluate RPN
Day 13 | 239. Sliding Window Maximum | 347. Top K Frequent Elements
Day 14 | 144.Binary Tree Preorder Traversal | 94.Binary Tree Inorder Traversal| 145.Binary Tree Postorder Traversal
Day 15 | 102. Binary Tree Level Order Traversal | 226. Invert Binary Tree | 101. Symmetric Tree
Day 16 | 104.MaximumDepth of BinaryTree| 111.MinimumDepth of BinaryTree| 222.CountComplete TreeNodes
Day 17 | 110. Balanced Binary Tree | 257. Binary Tree Paths | 404. Sum of Left Leaves
Day 18 | 513. Find Bottom Left Tree Value | 112. Path Sum | 105&106. Construct Binary Tree
Day 20 | 654. Maximum Binary Tree | 617. Merge Two Binary Trees | 700.Search in a Binary Search Tree
Day 21 | 530. Minimum Absolute Difference in BST | 501. Find Mode in Binary Search Tree | 236. Lowes
Day 22 | 235. Lowest Common Ancestor of a BST | 701. Insert into a BST | 450. Delete Node in a BST
Day 23 | 669. Trim a BST | 108. Convert Sorted Array to BST | 538. Convert BST to Greater Tree
Day 24 | 77. Combinations


LeetCode 216. Combination Sum III

Question Link

class Solution {
    List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();
    List<Integer> path = new ArrayList<>();
    int sum = 0;
    
    public List<List<Integer>> combinationSum3(int k, int n) {
        backTracking(1, k, n);
        return result;
    }

    void backTracking(int startIndex, int k, int n){
        // pruning
        if(sum > n)
            return;
        if(path.size() == k && sum == n){
            result.add(new ArrayList<>(path));
            return;
        }    
        for(int i = startIndex; i <= 9 - (k - path.size()) + 1; i++){
            path.add(i);
            sum+=i;
            backTracking(i+1, k, n);
            path.remove(path.size() - 1);
            sum-=i;
        }
    }
}
  • The number of nodes found: path.size()
  • The number of nodes to find: k - path.size()
  • The minimum length of [x, 9] should be k - path.size() for continued searching. We can get equation 9 - x + 1 = k - path.size()
    Solve the equation to get x = n - (k - path.size()) + 1

LeetCode 17. Letter Combinations of a Phone Number

Question Link

class Solution {
    String[] numString = {"", "", "abc", "def", "ghi", "jkl", "mno", "pqrs", "tuv", "wxyz"};
    List<String> result = new ArrayList<>();
    StringBuilder path = new StringBuilder();

    public List<String> letterCombinations(String digits) {
        if(digits == null || digits.length() == 0)
            return result;
        backTracking(0, digits);
        return result;
    }

    void backTracking(int index, String digits){
        if(index == digits.length()){
            result.add(path.toString());
            return;
        }
        String str = numString[digits.charAt(index) - '0'];
        for(int i = 0; i < str.length(); i++){
            path.append(str.charAt(i));
            backTracking(index + 1, digits);
            path.deleteCharAt(path.length()-1);
        }
    }
}
<think>好的,我需要帮助用户解决如何使用Python编写递归函数来打印字符串的所有组合的问题。首先,我得理解用户的需求。用户提到的“组合”可能有歧义,因为组合可以是子序列、排列或者子集等不同的形式。不过根据常见的编程问题,打印字符串的所有组合通常指的是生成所有可能的子序列,也就是字符串中字符的各种可能组合,保持原有顺序,但不需要连续。例如,字符串"abc"的子序列包括"a", "b", "c", "ab", "ac", "bc", "abc"。 接下来,我需要考虑递归的实现方式。递归函数通常需要一个基本情况和一个递归步骤。对于生成子序列,基本情况可能是当字符串为空时返回空列表,或者当处理到最后一个字符时,将当前字符加入所有现有组合中。递归步骤可能涉及将当前字符与之前生成的所有子序列进行组合。 参考用户提供的引用内容,特别是引用[2]和[3],它们展示了递归在字符串反转和回文检查中的应用。例如,引用[2]中的字符串反转函数通过递归每次处理最后一个字符,并将其与剩余部分的反转结果拼接。类似地,生成子序列可以每次处理一个字符,决定是否包含它到当前组合中。 可能的递归思路是:对于每个字符,可以选择包含或不包含它,然后递归处理剩下的字符。例如,对于字符串"abc",处理第一个字符'a'时,有两种选择:包含'a'或者不包含。对于剩下的"bc",同样进行选择,直到处理完所有字符,得到所有可能的组合。 然后,我需要考虑如何将这些逻辑转化为代码。递归函数可能需要参数来跟踪当前的位置和已生成的子序列。例如,函数可以接受原始字符串、当前索引、当前组合,以及存储所有组合的结果列表。每次递归调用时,处理下一个字符,分别生成包含和不包含该字符的分支。 另外,需要考虑去重的问题,如果字符串中有重复字符,可能会有重复的组合产生。但用户的问题中没有提到需要去重,所以可能暂时不需要处理这种情况,但可以在后续优化中提到。 测试用例也很重要。例如,输入"abc"应该输出所有8种可能的子序列,包括空字符串。不过用户可能希望排除空字符串,这时候可以在结果中过滤掉。或者根据用户需求调整。 现在,我需要编写示例代码,确保符合递归结构,并且能够正确生成所有组合。同时,根据用户提供的引用中的代码风格,比如引用[2]和[3],使用递归函数返回结果,并在主函数中调用并打印。 最后,生成相关问题,帮助用户深入理解递归在组合生成中的应用,可能的优化方法,以及相关算法问题,比如排列、子集等。</think>### 分步解答 要使用递归函数打印字符串的所有组合(子序列),可以通过以下步骤实现: 1. **递归定义** 假设字符串为$s$,当前处理位置为索引$i$,当前生成的子序列为`current`。每一步递归有两种选择: - 包含字符$s[i]$到`current`中 - 不包含字符$s[i]$到`current`中 递归终止条件为处理完所有字符(即$i = \text{len}(s)$)。 2. **代码实现** ```python def generate_combinations(s, index=0, current="", result=None): if result is None: result = [] if index == len(s): if current: # 排除空字符串 result.append(current) return result # 不包含当前字符的分支 generate_combinations(s, index+1, current, result) # 包含当前字符的分支 generate_combinations(s, index+1, current + s[index], result) return result s = "abc" combinations = generate_combinations(s) print("所有组合:", combinations) ``` 3. **输出结果** ``` 所有组合: ['c', 'b', 'bc', 'a', 'ac', 'ab', 'abc'] ``` 4. **代码解释** - 递归函数`generate_combinations`通过`index`跟踪当前处理的字符位置。 - 每次递归调用分为两个分支:不包含当前字符(直接进入下一个索引)和包含当前字符(将字符加入`current`)。 - 当`index`等于字符串长度时,将非空的`current`加入结果列表。 - 最终返回所有组合的列表。 5. **去重优化(可选)** 如果输入字符串包含重复字符(如"aab"),可以通过排序和跳过重复分支避免重复组合: ```python def generate_unique_combinations(s): s = sorted(s) # 排序以便跳过重复字符 result = [] def backtrack(index, current): if current: result.append(''.join(current)) for i in range(index, len(s)): if i > index and s[i] == s[i-1]: continue # 跳过重复字符 backtrack(i+1, current + [s[i]]) backtrack(0, []) return result ``` --- ### 相关问题 1. 如何生成字符串的所有排列(全排列)而非组合?[^4] 2. 递归生成组合的时间复杂度是多少? 3. 如何用迭代方法实现字符串组合生成?
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