LeetCode | 40. Combination Sum II

本文介绍了一种解决组合求和问题的算法实现方案。针对给定候选数集合与目标数,寻找所有不重复的组合使得候选数之和等于目标数。通过递归方法结合剪枝策略,在保证组合唯一性的基础上提高了算法效率。

Given a collection of candidate numbers (C) and a target number (T), find all unique combinations in C where the candidate numbers sums to T.

Each number in C may only be used once in the combination.

Note:
All numbers (including target) will be positive integers.
The solution set must not contain duplicate combinations.
For example, given candidate set [10, 1, 2, 7, 6, 1, 5] and target 8,

A solution set is: 
[
  [1, 7],
  [1, 2, 5],
  [2, 6],
  [1, 1, 6]
]

无重复的组合,数组中每个元素只能使用一次。和 Combination Sum I 类似,只要添加一些限定条件即可。

//19ms
class Solution {
public:
    void f(vector<int> &candidates,int target,vector<vector<int> > &res,vector<int> &tmp,int _index)
    {
        if(target < 0)
            return;
        if(target == 0)
        {
            int flag = 0;   //flag = 1代表有重复
            for(int i=0;i<res.size();i++)
            {
                if(res[i].size() == tmp.size())
                {
                    for(int j=0;j<tmp.size();j++)
                    {
                        flag = 1;
                        if(res[i][j] != tmp[j])
                        {
                            flag = 0; break;
                        }
                    }
                }
                if(flag == 1)
                    break;
            }
            if(flag == 0)
                res.push_back(tmp);

            return;
        }
        for(int i=_index;i<candidates.size();i++)
        {
            tmp.push_back(candidates[i]);
            f(candidates,target-candidates[i],res,tmp,i+1);
            tmp.pop_back();
        }
    }

    vector<vector<int> > combinationSum2(vector<int>& candidates, int target)
    {
        sort(candidates.begin(),candidates.end());
        vector<vector<int> > res;
        vector<int> tmp;
        f(candidates,target,res,tmp,0);
        return res;
    }
};

*这是网上提供的解法,不用每次遍历已有的 res,直接判重。性能提升飞快

//6ms
class Solution {
public:
    vector<vector<int> > combinationSum2(vector<int> &num, int target) 
    {
        vector<vector<int>> res;
        sort(num.begin(),num.end());
        vector<int> local;
        findCombination(res, 0, target, local, num);
        return res;
    }
    void findCombination(vector<vector<int>>& res, const int order, const int target, vector<int>& local, const vector<int>& num)
    {
        if(target==0)
        {
            res.push_back(local);
            return;
        }
        else
        {
            for(int i = order;i<num.size();i++) // iterative component
            {
                if(num[i]>target) return;
                if(i&&num[i]==num[i-1]&&i>order) continue; // check duplicate combination
                local.push_back(num[i]),
                findCombination(res,i+1,target-num[i],local,num); // recursive componenet
                local.pop_back();
            }
        }
    }
};
### LeetCode Problem 40 的 C++ 实现 LeetCode40 题名为 **Combination Sum II**,其目标是从给定候选数组 `candidates` 中找出所有不同的组合,使得这些数的和等于目标值 `target`。需要注意的是,每个数字只能使用一次,并且解集中不能包含重复的组合。 以下是该问题的一个标准回溯法 (Backtracking) 解决方案: ```cpp class Solution { public: vector<vector<int>> combinationSum2(vector<int>& candidates, int target) { sort(candidates.begin(), candidates.end()); // 排序以便去重 vector<vector<int>> result; vector<int> path; backtrack(result, path, candidates, target, 0); return result; } private: void backtrack(vector<vector<int>>& result, vector<int>& path, vector<int>& candidates, int remain, int start) { if (remain < 0) return; // 超过目标值则返回 if (remain == 0) { // 找到符合条件的组合 result.push_back(path); return; } for (int i = start; i < candidates.size(); ++i) { // 去除重复组合 if (i > start && candidates[i] == candidates[i - 1]) continue; path.push_back(candidates[i]); // 选择当前元素 backtrack(result, path, candidates, remain - candidates[i], i + 1); // 进入下一层决策树 path.pop_back(); // 撤销选择 } } }; ``` #### 复杂度分析 上述算法的时间复杂度主要取决于递归调用次数以及每次递归中的操作数量。由于需要遍历所有的可能组合并对其进行剪枝处理,因此时间复杂度难以精确计算,但通常可以表示为 \(O(2^n)\),其中 \(n\) 是输入数组的长度[^1]。空间复杂度由递归栈决定,最坏情况下为 \(O(n)\)[^2]。 --- ### 动态规划方法的可能性探讨 虽然动态规划常用于解决子集求和类问题,但在本题中并不适用,因为题目要求输出具体的组合而非仅仅判断是否存在满足条件的集合。因此,采用回溯法更为合适[^3]。 ---
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