给定一个候选人编号的集合 candidates 和一个目标数 target ,找出 candidates 中所有可以使数字和为 target 的组合。candidates 中的每个数字在每个组合中只能使用 一次
- 注意: 解集不能包含重复的组合
示例 1:
输入: candidates = [10,1,2,7,6,1,5], target = 8,
输出:
[
[1,1,6],
[1,2,5],
[1,7],
[2,6]
]
示例 2:
输入: candidates = [2,5,2,1,2], target = 5,
输出:
[
[1,2,2],
[5]
]
(一)解法一:used数组
思路和分析: 本题和这道题的 leetCode 39.组合总和 + 回溯算法 + 剪枝 的区别是:
- 不同点:
- 本题candidates 中的每个数字在每个组合中只能使用 一次
- 本题 数组candidates 的元素是有重复的,而 leetCode 39. 是无重复元素的数组candidates
- 相同点:
- 解集不能包含重复的组合
总结 此题要求:元素在同一个组合内是可以重复的,多少次都可以,但两个组合不能相同。换句话说:" 集合(数组candidates )有重复 元素,但还不能有重复的组合 "
举个栗子:candidates = [1, 1, 2], target = 3 (注意前提 :candidates已经排序了)
思考(O_O)? 为啥used[i-1] == false 能表示同一树层candidates[i-1] "使用过" 这种情况呢?
- 是因为在同一树层 ,used[i-1] == false 能表示当前取的candidates[i] 是从**candidates[i-1]**回溯而来的
- used[i]==true ,表示进入下一层递归 ,取下一个数,所以在树枝上
>>问题思考(O_O)?
1).什么是**"去重"**?
- "去重" :就是使用过的元素不能重复选取了
2).何为**"树枝去重"** 、"树层去重" ?(代码随想录Carl老师自创的名词)
可把组合问题 抽象为树形 结构,used ("使用过" )在这个树形结构上是有两个维度的 ,一个维度表示是同一树枝上使用过,一个维度表示是同一树层上使用过
来看题目要求:"集合 (数组candidates )有****重复 元素,但还不能****有重复的组合 "。
故去重的是同一树层上的"使用过"是不同组合里的元素,而对于同一树枝上的都是一个组合里的元素,不用去重。
- 强调注意:在树层去重时,需要对数组排序
>>回溯三部曲:
1).确定回溯函数参数
- path来收集符合条件的结果
- result 保存 path,作为结果集
- startIndex来控制for循环的起始位置
- used 是bool型数组,用来记录同一树枝上的元素是否使用过
cpp
vector<vector<int>> result;
vector<int>path;
void backtracking(vector<int>& candidates,int sum,int target,vector<bool>&used,int startIndex)
2).递归的终止条件
sum > target
和sum == targe
cpp
if (sum > target) { // 这个条件其实可以省略
return;
}
if (sum == target) {
result.push_back(path);
return;
}
================================================================================
可以写成这样:
在递归单层遍历的时候,会有剪枝的操作
for(int i=startIndex;i<candidates.size() && sum + candidates[i] <= target;i++) {
...
}
在这篇文章中有提到 for循环 的剪枝操作 ,sum + candidates[i] <= target为「剪枝操作」。 感兴趣的小伙伴们可以看一下:leetCode 39.组合总和 + 回溯算法 + 剪枝https://blog.csdn.net/weixin_41987016/article/details/134672946?spm=1001.2014.3001.5501
3).单层搜索的逻辑
去重逻辑:if(
i>0
&&**** candidates[i] == candidates[i - 1]
&& used[i - 1] == false)
,表示前一个树枝,使用了candidates[i - 1],也就是说同一树层使用过candidates[i - 1] 。那么此时 for循环 里通过 continue操作跳过此种情况的递归
cpp
for(int i=startIndex;i<candidates.size() && sum + candidates[i] <= target;i++) {
if(i>0 && candidates[i]==candidates[i-1] && used[i-1]==false) continue;
......
}
C++代码:
cpp
class Solution {
public:
vector<vector<int>> result;
vector<int>path;
void backtracking(vector<int>& candidates,int sum,int target,vector<bool>&used,int startIndex) {
if(sum == target) {
result.push_back(path);
return;
}
for(int i=startIndex;i<candidates.size() && sum + candidates[i] <= target;i++) {
/*
used[i - 1] == true,说明同一树枝candidates[i - 1]使用过
used[i - 1] == false,说明同一树层candidates[i - 1]使用过
要对同一树层使用过的元素进行跳过
*/
if(i>0 && candidates[i]==candidates[i-1] && used[i-1]==false) continue;
path.push_back(candidates[i]);
sum+=candidates[i];
used[i]=true;
backtracking(candidates,sum,target,used,i+1);// 和39.组合总和的区别1,这里是i+1,每个数字在每个组合中只能使用一次
used[i]=false;
sum-=candidates[i];
path.pop_back();
}
}
vector<vector<int>> combinationSum2(vector<int>& candidates, int target) {
vector<bool> used(candidates.size(), false);
// 首先把给candidates排序,让其相同的元素都挨在一起。
sort(candidates.begin(),candidates.end());
backtracking(candidates,0,target,used,0);
return result;
}
};
(二)解法二:不用 used 数组,而用 startIndex来去重
cpp
class Solution {
public:
vector<vector<int>> result;
vector<int>path;
void backtracking(vector<int>& candidates,int sum,int target,int startIndex) {
if(sum == target) {
result.push_back(path);
return;
}
for(int i=startIndex;i<candidates.size() && sum + candidates[i] <= target;i++) {
if(i>startIndex && candidates[i]==candidates[i-1]) continue;
path.push_back(candidates[i]);
sum+=candidates[i];
backtracking(candidates,sum,target,i+1);// 和39.组合总和的区别1,这里是i+1,每个数字在每个组合中只能使用一次
sum-=candidates[i];
path.pop_back();
}
}
vector<vector<int>> combinationSum2(vector<int>& candidates, int target) {
vector<bool> used(candidates.size(), false);
// 首先把给candidates排序,让其相同的元素都挨在一起。
sort(candidates.begin(),candidates.end());
backtracking(candidates,0,target,0);
return result;
}
};
参考文章和推荐视频:
代码随想录 (programmercarl.com)https://www.programmercarl.com/0040.%E7%BB%84%E5%90%88%E6%80%BB%E5%92%8CII.html#%E6%80%9D%E8%B7%AF回溯算法中的去重,树层去重树枝去重,你弄清楚了没?| LeetCode:40.组合总和II_哔哩哔哩_bilibilihttps://www.bilibili.com/video/BV12V4y1V73A/?p=66&spm_id_from=pageDriver&vd_source=a934d7fc6f47698a29dac90a922ba5a3