leetcode----40. Combination Sum II

链接:

https://leetcode.com/problems/combination-sum-ii/

大意:

给定一个数组c(c中有重复的数字)和一个目标值t。要求使用c中的数字(每一个位置的数只能被使用一次)组合,组合的和为t。求所有这样的组合。另:c中所有元素以及t都是正数。例子:

思路:

和前一个题思路一样,采用回溯法。前一题:https://blog.youkuaiyun.com/smart_ferry/article/details/88789258

但与前一题有一些区别:

(1)本题中数组含有重复的数字,前一题数组不含重复的数字

(2)本题中在一个组合中,数组的元素只能被使用一次;前一题数组元素可以被取多次

同样有一个特殊情况,那就是 c.length == 0时直接返回空列表即可

对数组c排序,更好地利于dfs

解决每个数字只能取一次的方法:在dfs中,对于上次加入到list末尾的元素,下次dfs从该元素的下一个元素开始判断

解决最终res中不能含有相同的组合方法:若两个数num1和num2相同,假设num1排在num2前面一位,则对于选取num1并判断最终的组合是否满足题意之后(最终的组合为subSum>t或者subSum==t),下次不应该选取num2,而应该选下一个与num1不同的数

最终的优化的一点:若在选取组合中的第一个元素时,发现第一个元素若大于t,则可直接返回res;若第一个元素等于t,则res添加一个只含t的列表,再返回t;否则需要进行dfs

代码:

class Solution {
    public List<List<Integer>> combinationSum2(int[] c, int t) {
        List<List<Integer>> res = new ArrayList<List<Integer>>();
        if (c.length == 0)
            return res;
        Arrays.sort(c);
        LinkedList<Integer> list = new LinkedList<>();
        // 用于找到组合中的第一个数
        for (int i = 0;i < c.length; i++) {
            // 去重
            if (i == 0 || c[i] != c[i - 1]) {
                // 如果c[i] == t 则res直接加一个只含c[i]的列表 然后跳出循环即可   因为c[i]之后的数大于或等于t  而res中不能含有重复的组合
                if (c[i] == t) {
                    res.add(Arrays.asList(c[i]));
                    break;
                } else if (c[i] < t){
                    list.addLast(c[i]);
                    dfs(c, t, c[i], i, res, list);
                    list.removeLast();    
                } else {
                    break;
                }
            }
        }
        return res;
    }
    public void dfs(int[] c, int t, int subSum, int index, List<List<Integer>> res, LinkedList<Integer> list) {
        // 每次从上一个元素位置index的下一个位置开始dfs
        for (int i = index + 1; i < c.length; i++) {
            // 去重
            if (i == index + 1 || c[i] != c[i - 1]) {
                if (subSum + c[i] < t) {
                    list.addLast(c[i]);
                    dfs(c, t, subSum + c[i], i, res, list); 
                    list.removeLast();
                } else if (subSum + c[i] == t) {
                    list.addLast(c[i]);
                    res.add(new ArrayList<>(list));
                    list.removeLast();
                    return ;
                } else {
                    return ;
                }
            } 
        }
    }
}

结果:

结论:

代码有冗余,待优化。 

最佳:

class Solution {
    public List<List<Integer>> combinationSum2(int[] c, int t) {
        List<List<Integer>> res = new ArrayList<List<Integer>>();
        if (c.length == 0)
            return res;
        Arrays.sort(c);
        LinkedList<Integer> list = new LinkedList<>();
        dfs(c, t, 0, 0, res, list);
        return res;
    }
    public void dfs(int[] c, int t, int subSum, int index, List<List<Integer>> res, LinkedList<Integer> list) {
        for (int i = index; i < c.length; i++) {
            if (i == index || c[i] != c[i - 1]) {
                if (subSum + c[i] > t) {
                    return ;
                } else if (subSum + c[i] == t) {
                    list.addLast(c[i]);
                    res.add(new ArrayList<>(list));
                    list.removeLast();
                    return ;
                } else {
                    list.addLast(c[i]);
                    dfs(c, t, subSum + c[i], i + 1, res, list);
                    list.removeLast();
                }
            }
        }
    }
}

虽然看着还是有点冗余,但是可以在判断subSum+c[i]>=t的时候,可以减少一次函数调用的过程了(强行安慰自己,其实就是菜...)。最后附一个别人家的代码。链接:https://leetcode.com/problems/combination-sum-ii/discuss/16861/Java-solution-using-dfs-easy-understand

public List<List<Integer>> combinationSum2(int[] cand, int target) {
    Arrays.sort(cand);
    List<List<Integer>> res = new ArrayList<List<Integer>>();
    List<Integer> path = new ArrayList<Integer>();
    dfs_com(cand, 0, target, path, res);
    return res;
}
void dfs_com(int[] cand, int cur, int target, List<Integer> path, List<List<Integer>> res) {
    if (target == 0) {
        res.add(new ArrayList(path));
        return ;
    }
    if (target < 0) return;
    for (int i = cur; i < cand.length; i++){
        if (i > cur && cand[i] == cand[i-1]) continue;
        path.add(path.size(), cand[i]);
        dfs_com(cand, i+1, target - cand[i], path, res);
        path.remove(path.size()-1);
    }
}

 

 

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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