Skip to content

Commit

Permalink
Update
Browse files Browse the repository at this point in the history
  • Loading branch information
youngyangyang04 committed Apr 22, 2021
1 parent b4fefff commit 42eb277
Show file tree
Hide file tree
Showing 3 changed files with 494 additions and 2 deletions.
4 changes: 2 additions & 2 deletions README.md
Original file line number Diff line number Diff line change
Expand Up @@ -251,8 +251,8 @@
4. [回溯算法:求组合总和!](./problems/0216.组合总和III.md)
5. [回溯算法:电话号码的字母组合](./problems/0017.电话号码的字母组合.md)
6. [本周小结!(回溯算法系列一)](./problems/周总结/20201030回溯周末总结.md)
7. [回溯算法:求组合总和(二)](https://mp.weixin.qq.com/s/FLg8G6EjVcxBjwCbzpACPw)
8. [回溯算法:求组合总和(三)](https://mp.weixin.qq.com/s/_1zPYk70NvHsdY8UWVGXmQ)
7. [回溯算法:求组合总和(二)](./problems/0039.组合总和.md)
8. [回溯算法:求组合总和(三)](./problems/0040.组合总和II.md)
9. [回溯算法:分割回文串](https://mp.weixin.qq.com/s/Pb1epUTbU8fHIht-g_MS5Q)
10. [回溯算法:复原IP地址](https://mp.weixin.qq.com/s/v--VmA8tp9vs4bXCqHhBuA)
11. [回溯算法:求子集问题!](https://mp.weixin.qq.com/s/NNRzX-vJ_pjK4qxohd_LtA)
Expand Down
236 changes: 236 additions & 0 deletions problems/0039.组合总和.md
Original file line number Diff line number Diff line change
@@ -0,0 +1,236 @@

<p align="center">
<a href="https://mp.weixin.qq.com/s/QVF6upVMSbgvZy8lHZS3CQ"><img src="https://img.shields.io/badge/知识星球-代码随想录-blue" alt=""></a>
<a href="https://mp.weixin.qq.com/s/b66DFkOp8OOxdZC_xLZxfw"><img src="https://img.shields.io/badge/刷题-微信群-green" alt=""></a>
<a href="https://img-blog.csdnimg.cn/20201210231711160.png"><img src="https://img.shields.io/badge/公众号-代码随想录-brightgreen" alt=""></a>
<a href="https://space.bilibili.com/525438321"><img src="https://img.shields.io/badge/B站-代码随想录-orange" alt=""></a>
</p>

## 39. 组合总和

题目链接:https://leetcode-cn.com/problems/combination-sum/

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:
输入:candidates = [2,3,6,7], target = 7,
所求解集为:
[
[7],
[2,2,3]
]

示例 2:
输入:candidates = [2,3,5], target = 8,
所求解集为:
[
  [2,2,2,2],
  [2,3,3],
  [3,5]
]

## 思路

[B站视频讲解-组合总和](https://www.bilibili.com/video/BV1KT4y1M7HJ)


题目中的**无限制重复被选取,吓得我赶紧想想 出现0 可咋办**,然后看到下面提示:1 <= candidates[i] <= 200,我就放心了。

本题和[回溯算法:求组合问题!](https://mp.weixin.qq.com/s/OnBjbLzuipWz_u4QfmgcqQ)[回溯算法:求组合总和!](https://mp.weixin.qq.com/s/HX7WW6ixbFZJASkRnCTC3w)和区别是:本题没有数量要求,可以无限重复,但是有总和的限制,所以间接的也是有个数的限制。

本题搜索的过程抽象成树形结构如下:

![39.组合总和](https://img-blog.csdnimg.cn/20201223170730367.png)
注意图中叶子节点的返回条件,因为本题没有组合数量要求,仅仅是总和的限制,所以递归没有层数的限制,只要选取的元素总和超过target,就返回!

而在[回溯算法:求组合问题!](https://mp.weixin.qq.com/s/OnBjbLzuipWz_u4QfmgcqQ)[回溯算法:求组合总和!](https://mp.weixin.qq.com/s/HX7WW6ixbFZJASkRnCTC3w) 中都可以知道要递归K层,因为要取k个元素的组合。

## 回溯三部曲

* 递归函数参数

这里依然是定义两个全局变量,二维数组result存放结果集,数组path存放符合条件的结果。(这两个变量可以作为函数参数传入)

首先是题目中给出的参数,集合candidates, 和目标值target。

此外我还定义了int型的sum变量来统计单一结果path里的总和,其实这个sum也可以不用,用target做相应的减法就可以了,最后如何target==0就说明找到符合的结果了,但为了代码逻辑清晰,我依然用了sum。

**本题还需要startIndex来控制for循环的起始位置,对于组合问题,什么时候需要startIndex呢?**

我举过例子,如果是一个集合来求组合的话,就需要startIndex,例如:[回溯算法:求组合问题!](https://mp.weixin.qq.com/s/OnBjbLzuipWz_u4QfmgcqQ)[回溯算法:求组合总和!](https://mp.weixin.qq.com/s/HX7WW6ixbFZJASkRnCTC3w)

如果是多个集合取组合,各个集合之间相互不影响,那么就不用startIndex,例如:[回溯算法:电话号码的字母组合](https://mp.weixin.qq.com/s/e2ua2cmkE_vpYjM3j6HY0A)

**注意以上我只是说求组合的情况,如果是排列问题,又是另一套分析的套路,后面我再讲解排列的时候就重点介绍**

代码如下:

```C++
vector<vector<int>> result;
vector<int> path;
void backtracking(vector<int>& candidates, int target, int sum, int startIndex)
```
* 递归终止条件
在如下树形结构中:
![39.组合总和](https://img-blog.csdnimg.cn/20201223170730367.png)
从叶子节点可以清晰看到,终止只有两种情况,sum大于target和sum等于target。
sum等于target的时候,需要收集结果,代码如下:
```C++
if (sum > target) {
return;
}
if (sum == target) {
result.push_back(path);
return;
}
```

* 单层搜索的逻辑

单层for循环依然是从startIndex开始,搜索candidates集合。

**注意本题和[回溯算法:求组合问题!](https://mp.weixin.qq.com/s/OnBjbLzuipWz_u4QfmgcqQ)[回溯算法:求组合总和!](https://mp.weixin.qq.com/s/HX7WW6ixbFZJASkRnCTC3w)的一个区别是:本题元素为可重复选取的**

如何重复选取呢,看代码,注释部分:

```C++
for (int i = startIndex; i < candidates.size(); i++) {
sum += candidates[i];
path.push_back(candidates[i]);
backtracking(candidates, target, sum, i); // 关键点:不用i+1了,表示可以重复读取当前的数
sum -= candidates[i]; // 回溯
path.pop_back(); // 回溯
}
```

按照[关于回溯算法,你该了解这些!](https://mp.weixin.qq.com/s/gjSgJbNbd1eAA5WkA-HeWw)中给出的模板,不难写出如下C++完整代码:

```C++
// 版本一
class Solution {
private:
vector<vector<int>> result;
vector<int> path;
void backtracking(vector<int>& candidates, int target, int sum, int startIndex) {
if (sum > target) {
return;
}
if (sum == target) {
result.push_back(path);
return;
}

for (int i = startIndex; i < candidates.size(); i++) {
sum += candidates[i];
path.push_back(candidates[i]);
backtracking(candidates, target, sum, i); // 不用i+1了,表示可以重复读取当前的数
sum -= candidates[i];
path.pop_back();
}
}
public:
vector<vector<int>> combinationSum(vector<int>& candidates, int target) {
result.clear();
path.clear();
backtracking(candidates, target, 0, 0);
return result;
}
};
```
## 剪枝优化
在这个树形结构中:
![39.组合总和](https://img-blog.csdnimg.cn/20201223170730367.png)
以及上面的版本一的代码大家可以看到,对于sum已经大于target的情况,其实是依然进入了下一层递归,只是下一层递归结束判断的时候,会判断sum > target的话就返回。
其实如果已经知道下一层的sum会大于target,就没有必要进入下一层递归了。
那么可以在for循环的搜索范围上做做文章了。
**对总集合排序之后,如果下一层的sum(就是本层的 sum + candidates[i])已经大于target,就可以结束本轮for循环的遍历**。
如图:
![39.组合总和1](https://img-blog.csdnimg.cn/20201223170809182.png)
for循环剪枝代码如下:
```
for (int i = startIndex; i < candidates.size() && sum + candidates[i] <= target; i++)
```
整体代码如下:(注意注释的部分)
```C++
class Solution {
private:
vector<vector<int>> result;
vector<int> path;
void backtracking(vector<int>& candidates, int target, int sum, int startIndex) {
if (sum == target) {
result.push_back(path);
return;
}
// 如果 sum + candidates[i] > target 就终止遍历
for (int i = startIndex; i < candidates.size() && sum + candidates[i] <= target; i++) {
sum += candidates[i];
path.push_back(candidates[i]);
backtracking(candidates, target, sum, i);
sum -= candidates[i];
path.pop_back();
}
}
public:
vector<vector<int>> combinationSum(vector<int>& candidates, int target) {
result.clear();
path.clear();
sort(candidates.begin(), candidates.end()); // 需要排序
backtracking(candidates, target, 0, 0);
return result;
}
};
```

## 总结

本题和我们之前讲过的[回溯算法:求组合问题!](https://mp.weixin.qq.com/s/OnBjbLzuipWz_u4QfmgcqQ)[回溯算法:求组合总和!](https://mp.weixin.qq.com/s/HX7WW6ixbFZJASkRnCTC3w)有两点不同:

* 组合没有数量要求
* 元素可无限重复选取

针对这两个问题,我都做了详细的分析。

并且给出了对于组合问题,什么时候用startIndex,什么时候不用,并用[回溯算法:电话号码的字母组合](https://mp.weixin.qq.com/s/e2ua2cmkE_vpYjM3j6HY0A)做了对比。

最后还给出了本题的剪枝优化,这个优化如果是初学者的话并不容易想到。

**在求和问题中,排序之后加剪枝是常见的套路!**

可以看出我写的文章都会大量引用之前的文章,就是要不断作对比,分析其差异,然后给出代码解决的方法,这样才能彻底理解题目的本质与难点。

------------------------

* 微信:[程序员Carl](https://mp.weixin.qq.com/s/b66DFkOp8OOxdZC_xLZxfw)
* B站:[代码随想录](https://space.bilibili.com/525438321)
* 知识星球:[代码随想录](https://mp.weixin.qq.com/s/QVF6upVMSbgvZy8lHZS3CQ)

![](https://img-blog.csdnimg.cn/20210416110157800.png)
Loading

0 comments on commit 42eb277

Please sign in to comment.