【Leetcode】40. Combination Sum II

本文探讨了一道经典的算法问题——组合总和II,旨在找到候选数集合中所有可能的唯一组合,使得这些组合的元素之和等于给定的目标数。文章详细解析了解题思路,包括对序列进行排序、去重,以及如何通过深度优先搜索(DFS)算法高效地求解问题。此外,还提供了具体的Python代码实现。

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

Each number in candidates 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.

Example 1:

Input: candidates = [10,1,2,7,6,1,5], target = 8,
A solution set is:
[
  [1, 7],
  [1, 2, 5],
  [2, 6],
  [1, 1, 6]
]

Example 2:

Input: candidates = [2,5,2,1,2], target = 5,
A solution set is:
[
  [1,2,2],
  [5]
]

 题目大意:

题目大意与39题差不多,可以参考https://blog.youkuaiyun.com/qq_29600137/article/details/88419528

不同之处在于我们只能使用序列中给出的参数,序列中存在重复的参数。

解题思路:

生成排序并去重之后的序列,并计算出序列中每个参数的个数(单独保存为一个序列)。

维护好生成个数的序列DFS求解,注:对于本身就大于target的产生,我们可以将其去掉,时间可以从80ms提升到60ms

class Solution:
    def combinationSum2(self, candidates: List[int], target: int) -> List[List[int]]:
        candidates.sort()
        new_can = []
        new_can.append(candidates[0])
        for i in range(1,len(candidates)):
            if candidates[i] != candidates[i-1]:
                new_can.append(candidates[i])
        len_c = len(new_can)
        num = [0] * len_c
        len_max = len_c
        cor_loc = 0
        num[0] += 1
        for i in range(1,len(candidates)):
            if candidates[i] != candidates[i-1]:
                cor_loc += 1
            num[cor_loc] += 1
        for i in range(len_c):
            if int(target / new_can[i]) == 0 and i < len_max:
                len_max = i
        ans = []
        tmp = []
        began = 0

        return DFS(ans, tmp, 0, target, len_max ,num, new_can, began)
def DFS(ans, tmp, cor, target, len_max, num, candidates, began):
    if cor > target:
        return ans
    if cor == target:
        new_ans = []
        for i in range(len(tmp)):
            new_ans.append(tmp[i])
        ans.append(new_ans)
        return ans
    for i in range(began, len_max):
        if num[i] != 0 and cor + candidates[i] <= target:
            tmp.append(candidates[i])
            num[i] -= 1
            cor += candidates[i]
            ans = DFS(ans, tmp, cor, target, len_max, num, candidates, i)
            tmp.pop()
            num[i] += 1
            cor -= candidates[i]
    return ans

 

### 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&lt;vector&lt;int&gt;&gt; combinationSum2(vector&lt;int&gt;&amp; candidates, int target) { sort(candidates.begin(), candidates.end()); // 排序以便去重 vector&lt;vector&lt;int&gt;&gt; result; vector&lt;int&gt; path; backtrack(result, path, candidates, target, 0); return result; } private: void backtrack(vector&lt;vector&lt;int&gt;&gt;&amp; result, vector&lt;int&gt;&amp; path, vector&lt;int&gt;&amp; candidates, int remain, int start) { if (remain &lt; 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 &lt; candidates.size(); ++i) { // 去除重复组合 if (i &gt; start &amp;&amp; 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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