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【刷穿 LeetCode】39. 组合总和(中等)

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宫水三叶的刷题日记
发布2021-02-20 09:43:16
3560
发布2021-02-20 09:43:16
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文章被收录于专栏:宫水三叶的刷题日记

题目描述

给定一个无重复元素的数组 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 中的数字可以无限制重复被选取。

说明:

  • 所有数字(包括 target)都是正整数。
  • 解集不能包含重复的组合。 示例 1:
代码语言:javascript
复制
输入:candidates = [2,3,6,7], target = 7,
所求解集为:
[
  [7],
  [2,2,3]
]

示例 2:

代码语言:javascript
复制
输入:candidates = [2,3,5], target = 8,
所求解集为:
[
  [2,2,2,2],
  [2,3,3],
  [3,5]
]

提示:

  • 1 <= candidates.length <= 30
  • 1 <= candidates[i] <= 200
  • candidate 中的每个元素都是独一无二的。
  • 1 <= target <= 500

DFS + 回溯解法

这道题很明显就是在考察回溯算法。

还记得三叶之前跟你分享过的 【刷穿 LeetCode】37. 解数独(困难) 吗?

里面有提到我们应该如何快速判断一道题是否应该使用 DFS + 回溯算法来爆搜。

总的来说,你可以从两个方面来考虑:

  • 1. 求的是所有的方案,而不是方案数。 由于求的是所有方案,不可能有什么特别的优化,我们只能进行枚举。这时候可能的解法有动态规划、记忆化搜索、DFS + 回溯算法。
  • 2. 通常数据范围不会太大,只有几十。 如果是动态规划或是记忆化搜索的题的话,由于它们的特点在于低重复/不重复枚举,所以一般数据范围可以出到
10^5

10^7

,而 DFS + 回溯的话,通常会限制在 30 以内。

这道题数据范围是 30 以内,而且是求所有方案。因此我们使用 DFS + 回溯来求解:

代码语言:javascript
复制
class Solution {
    public List<List<Integer>> combinationSum(int[] cs, int t) {
        List<List<Integer>> ans = new ArrayList<>();
        List<Integer> cur = new ArrayList<>();
        dfs(cs, t, 0, ans, cur);
        return ans;
    }

    /**
     * cs: 原数组,从该数组进行选数
     * t: 还剩多少值需要凑成。起始值为 target ,代表还没选择任何数;当 t = 0,代表选择的数凑成了 target
     * u: 当前决策到 cs[] 中的第几位
     * ans: 最终结果集
     * cur: 当前结果集
     */
    void dfs(int[] cs, int t, int u, List<List<Integer>> ans, List<Integer> cur) {
        if (t == 0) {
            ans.add(new ArrayList<>(cur));
            return;
        }
        if (u == cs.length || t < 0) return;

        // 枚举 cs[u] 的使用次数
        for (int i = 0; cs[u] * i <= t; i++) {
            dfs(cs, t - cs[u] * i, u + 1, ans, cur);
            cur.add(cs[u]);
        }
        // 进行回溯。注意回溯总是将数组的最后一位弹出
        for (int i = 0; cs[u] * i <= t; i++) {
            cur.remove(cur.size() - 1);
        }
    }
}
  • 时间复杂度:由于每个数字的使用次数不确定,因此无法分析具体的复杂度。但是 DFS 回溯算法通常是指数级别的复杂度(因此数据范围通常为 30 以内)。这里暂定
O(n * 2^n)
  • 空间复杂度:同上。复杂度为
O(n * 2^n)

最后

这是我们「刷穿 LeetCode」系列文章的第 No.39 篇,系列开始于 2021/01/01,截止于起始日 LeetCode 上共有 1916 道题目,部分是有锁题,我们将先将所有不带锁的题目刷完。

在这个系列文章里面,除了讲解解题思路以外,还会尽可能给出最为简洁的代码。如果涉及通解还会相应的代码模板。

由于 LeetCode 的题目随着周赛 & 双周赛不断增加,为了方便我们统计进度,我们将按照系列起始时的总题数作为分母,完成的题目作为分子,进行进度计算。当前进度为 39/1916

为了方便各位同学能够电脑上进行调试和提交代码,我在 Github 建立了相关的仓库:https://github.com/SharingSource/LogicStack-LeetCode。

在仓库地址里,你可以看到系列文章的题解链接、系列文章的相应代码、LeetCode 原题链接和一些其他的优选题解。

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原始发表:2021-01-31,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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