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引入
子集 https://leetcode.cn/problems/subsets/description/
给你一个整数数组 nums ,数组中的元素 互不相同 。返回该数组所有可能的子集(幂集)。
解集 不能 包含重复的子集。你可以按 任意顺序 返回解集。
示例 1:
输入:nums = [1,2,3]
输出:[[],[1],[2],[1,2],[3],[1,3],[2,3],[1,2,3]]
示例 2:
输入:nums = [0]
输出:[[],[0]]
提示:
1 <= nums.length <= 10
-10 <= nums[i] <= 10
nums 中的所有元素 互不相同
思路1:
对每一个元素可以考虑选或不选
代码如下(法1):
python
class Solution:
def subsets(self, nums: List[int]) -> List[List[int]]:
ans = []
path = []
n = len(nums)
def dfs(i):
if i == n:
ans.append(path.copy()) # 不copy的话,后续path的值发生变化会影响ans
return
# 选
path.append(nums[i])
dfs(i + 1)
path.pop() # 回溯
# 不选
dfs(i + 1)
dfs(0)
return ans
思路2:
对答案枚举:
第一个数选谁,第二个数选谁,第三个数选谁,依此类推
通过从小到大确保不重复
code (法2):
python
class Solution:
def subsets(self, nums: List[int]) -> List[List[int]]:
ans = []
path = []
n = len(nums)
def dfs(i):
ans.append(path.copy())
for j in range(i, n): # 枚举选择的数字
path.append(nums[j])
dfs(j + 1)
path.pop() # 回溯
dfs(0)
return ans
变形
子集 https://leetcode.cn/problems/subsets-ii/
给你一个整数数组 nums ,其中可能包含重复元素,请你返回该数组所有可能的 子集(幂集)。
解集 不能 包含重复的子集。返回的解集中,子集可以按 任意顺序 排列。
示例 1:
输入:nums = [1,2,2]
输出:[[],[1],[1,2],[1,2,2],[2],[2,2]]
示例 2:
输入:nums = [0]
输出:[[],[0]]
提示:
1 <= nums.length <= 10
-10 <= nums[i] <= 10
思路分析:
与之前相比多了重复元素:
在考虑不选的情况时需要判断是否为重复元素
题解code(法1):
python
class Solution:
def subsetsWithDup(self, nums: List[int]) -> List[List[int]]:
ans = []
path = []
n = len(nums)
nums.sort()
def dfs(i):
if i == n:
ans.append(path.copy())
return
# 选
path.append(nums[i])
dfs(i + 1)
path.pop()
# 不选
while i + 1 < n and nums[i + 1] == nums[i]:
i += 1
dfs(i + 1)
dfs(0)
return ans
法2 code:
python
class Solution:
def subsetsWithDup(self, nums: List[int]) -> List[List[int]]:
ans = []
path = []
n = len(nums)
nums.sort()
def dfs(i):
ans.append(path.copy())
for j in range(i, n):
if j > i and nums[j] == nums[j - 1]:
continue
# 跳过,枚举下一个
path.append(nums[j])
dfs(j + 1)
path.pop()
dfs(0)
return ans
实战演练
分割回文串 https://leetcode.cn/problems/palindrome-partitioning/description/
给你一个字符串 s,请你将 s 分割成一些子串,使每个子串都是 回文串 。返回 s 所有可能的分割方案。
示例 1:
输入:s = "aab"
输出:[["a","a","b"],["aa","b"]]
示例 2:
输入:s = "a"
输出:[["a"]]
提示:
1 <= s.length <= 16
s 仅由小写英文字母组成
思路1:
对每个结束位置考虑选或不选
(可以假设每对相邻字符之间有个逗号,选还是不选)
题解1:
python
class Solution:
def partition(self, s: str) -> List[List[str]]:
ans = []
path = []
n = len(s)
def dfs(i, start):
# start作为回文子串的开始,i作为子串的结束
if i == n:
ans.append(path.copy())
return
# 选(把 s[i] 作为子串的最后一个字符)
temp = s[start : i + 1]
if temp == temp[::-1]:
path.append(temp)
dfs(i + 1, i + 1)
path.pop()
# 不选(最后一个必须选,不然有空字符串)
if i < n - 1:
dfs(i + 1, start)
dfs(0, 0)
return ans
思路2:
枚举子串结束位置
题解2:
python
class Solution:
def partition(self, s: str) -> List[List[str]]:
ans = []
path = []
n = len(s)
def dfs(i):
if i == n:
ans.append(path.copy())
return
for j in range(i, n):
temp = s[i : j + 1]
if temp == temp[::-1]:
path.append(temp)
dfs(j + 1)
path.pop()
dfs(0)
return ans
总结
回溯算法是一种通过构建所有可能的解决方案,并在发现当前路径无法达到目标时"回退"一步尝试其他可能性的算法技术。
其核心思想是试探性地解决问题,如果发现当前的选择不符合要求,则撤销前面的选择(即回溯),并尝试其它选择。
END
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