题目:
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] ]
提示:
- 1 <= candidates.length <= 100
- 1 <= candidates[i] <= 50
- 1 <= target <= 30
解题:
按照顺序搜索,设置合理变量,在搜索的过程中判断变量是否出现的重复的结果集中。解题的过程如下:
1、首先对数组中的数据进行排序方便后面的数据重复判断,我是基于 Java 语言可以使用 Arrays.sort
api 进行排序。
2、循环 candidates
中的袁术,加入一下判断,而忽略重复的数据选项,避免产生重复的组合。比如 [1,2,2,2,5]
选择了第一个 2 , 就变成了,[1, 2] ,跳过它,就还是 [1, 2]
if (j > i && candidates[j] == candidates[j- 1] ) { continue; }
3、当前选择的数字不能和下一个选择的数据重复,给子递归传 j+1
避免当前选的 j 重复
dfs(candidates, len, j + 1, target - candidates[j], cob, res);
4、如果找到符合条件的时候就将结果加入到 res 中, 并且终止本次递归。
if (target == 0) { res.add(new ArrayList<>(cob)); return; }
图解如下(结合上面的梳理,我们再来看看图解):
代码:
实现的代码如下:
class Solution { public List<List<Integer>> combinationSum2(int[] candidates, int target) { int len = candidates.length; List<List<Integer>> res = new ArrayList<>(); if (len == 0) { return res; } // 排序 Arrays.sort(candidates); dfs(candidates, len, 0, target, new ArrayDeque<Integer>(), res); return res; } /** * @param candidates 候选数组 * @param len 数组长度 * @param i 从候选数组的 i 位置开始搜索 * @param target 表示剩余值 * @param cob 从根节点到叶子节点的路径 * @param res 返回结果 */ private void dfs(int[] candidates, int len, int i, int target, ArrayDeque<Integer> cob, List<List<Integer>> res) { if (target == 0) { res.add(new ArrayList<>(cob)); return; } for (int j = i; j < len; j++) { // 不符合数值累计条件,触发剪枝 if (target - candidates[j] < 0) { break; } // 重复节点,触发剪枝 if (j > i && candidates[j] == candidates[j- 1] ) { continue; } cob.addLast(candidates[j]); // 递归 dfs(candidates, len, j + 1, target - candidates[j], cob, res); // 回溯 cob.removeLast(); } } }
空间复杂度:O(2^n x n) 其中 n 是数组 candidates 的长度。在大部分递归 + 回溯的题目中,我们无法给出一个严格的渐进紧界,故这里只分析一个较为宽松的渐进上界。
空间复杂度:O(n), 除了需要存储答案的数组外,我们需要 O(n) 的存储空间列表 cob
,递归中存储当前选择的数据数组、以及递归需要的栈。
总结:
回溯算法实际上一个类似枚举的搜索尝试过程,主要是在搜索尝试过程中寻找问题的解,当发现已不满足求解条件时,就“回溯”返回,尝试别的路径。回溯法是一种选优搜索法,按选优条件向前搜索,以达到目标。但当探索到某一步时,发现原先选择并不优或达不到目标,就退回一步重新选择,这种走不通就退回再走的技术为回溯法,而满足回溯条件的某个状态的点称为“回溯点”。许多复杂的,规模较大的问题都可以使用回溯法,有“通用解题方法”的美称。
在本题中采用的是 "回溯" 算法,由于题目中限制返回的解的组合中不能出现重复的数,其实这就是我们剪枝的条件,以减少回溯的次数。还有就是如果累计之和与期望结果相等的时候就是回溯的终止条件,也是在递归中的终止条件。