代码随想录算法训练营第二十七天| 39. 组合总和 40.组合总和II 131.分割回文串

发布时间 2023-09-03 14:56:15作者: 银河小船儿
 

 39. 组合总和 

     卡哥建议:本题是 集合里元素可以用无数次,那么和组合问题的差别 其实仅在于 startIndex上的控制

    题目链接/文章讲解:https://programmercarl.com/0039.%E7%BB%84%E5%90%88%E6%80%BB%E5%92%8C.html

    视频讲解:https://www.bilibili.com/video/BV1KT4y1M7HJ

    做题思路:

    本题没有数量要求,可以无限重复,意思是同一个数字在一个组合里可以出现多次。

     本题搜索的过程抽象成树形结构如下:

     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!sum等于target的时候,需要收集结果。

    二维数组result存放结果集,数组path存放符合条件的结果。

    如果是一个集合来求组合的话,就需要startIndex。

     剪枝优化: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。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。

 

    本题代码:

 1 class Solution {
 2 private:
 3     vector<vector<int>> result;
 4     vector<int> path;
 5     void backtracking(vector<int>& candidates, int target, int sum, int startIndex) {
 6         if (sum == target) {
 7             result.push_back(path);
 8             return;
 9         }
10 
11         // 如果 sum + candidates[i] > target 就终止遍历
12         for (int i = startIndex; i < candidates.size() && sum + candidates[i] <= target; i++) {
13             sum += candidates[i];
14             path.push_back(candidates[i]);
15             backtracking(candidates, target, sum, i);// 不用i+1了,表示可以重复读取当前的数
16             sum -= candidates[i];
17             path.pop_back();//回溯
18 
19         }
20     }
21 public:
22     vector<vector<int>> combinationSum(vector<int>& candidates, int target) {
23         result.clear();
24         path.clear();
25         sort(candidates.begin(), candidates.end()); // 需要排序
26         backtracking(candidates, target, 0, 0);
27         return result;
28     }
29 };

 

40.组合总和II 

   卡哥建议:本题开始涉及到一个问题了:去重。注意题目中给我们 集合是有重复元素的,那么求出来的 组合有可能重复,但题目要求不能有重复组合。 

   题目链接/文章讲解:https://programmercarl.com/0040.%E7%BB%84%E5%90%88%E6%80%BB%E5%92%8CII.html

   视频讲解:https://www.bilibili.com/video/BV12V4y1V73A

   做题思路:

   这道题目和上题的区别:

  1. 本题candidates 中的每个数字在每个组合中只能使用一次。
  2. 本题数组candidates的元素是有重复的,而上题是无重复元素的数组candidates

   最后本题和上题要求一样,解集不能包含重复的组合。本题的难点在于区别2中:集合(数组candidates)有重复元素,但还不能有重复的组合。

   树枝去重:在画树结构的时候,在一条斜着的边上可以选择当前元素之后相同的元素,比如[1,1,2],组合[1,1],这个可以算是一种组合。相反的情况就是树枝去重。

   树层去重:在横着的层上,当前元素和前一个元素相同的话,不能选取了,比如[1,1,2],第一个1画过树枝后,第二个1就不能出现[1,2]了,因为第一个1已经出现过[1,2]了。

   本题,元素在同一个组合内是可以重复的,怎么重复都没事,但两个组合不能相同。所以我们要去重的是同一树层上的“使用过”,同一树枝上的都是一个组合里的元素,不用去重。

    强调一下,树层去重的话,需要对数组排序!

   此题还需要加一个bool型数组used,用来记录同一树枝上的元素是否使用过。

 

   如何判断同一树层上元素(相同的元素)是否使用过了呢。如果candidates[i] == candidates[i - 1] 并且 used[i - 1] == false,就说明: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]。此时for循环里就应该做continue的操作。

 

   选择过程树形结构如图所示:

 

 

   这里看卡哥视频比较容易理解。

   注意sum + candidates[i] <= target为剪枝操作,在上题有讲解过!

   本题代码:

 1 class Solution {
 2 private:
 3     vector<vector<int>> result;
 4     vector<int> path;
 5     void backtracking(vector<int>& candidates, int target, int sum, int startIndex, vector<bool>& used) {
 6         if (sum == target) {
 7             result.push_back(path);
 8             return;
 9         }
10         for (int i = startIndex; i < candidates.size() && sum + candidates[i] <= target; i++) {
11             // used[i - 1] == true,说明同一树枝candidates[i - 1]使用过
12             // used[i - 1] == false,说明同一树层candidates[i - 1]使用过
13             // 要对同一树层使用过的元素进行跳过
14             if (i > 0 && candidates[i] == candidates[i - 1] && used[i - 1] == false) {
15                 continue;
16             }
17             sum += candidates[i];
18             path.push_back(candidates[i]);
19             used[i] = true;
20             backtracking(candidates, target, sum, i + 1, used); // 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
21             used[i] = false;
22             sum -= candidates[i];
23             path.pop_back();
24         }
25     }
26 
27 public:
28     vector<vector<int>> combinationSum2(vector<int>& candidates, int target) {
29         vector<bool> used(candidates.size(), false);
30         path.clear();
31         result.clear();
32         // 首先把给candidates排序,让其相同的元素都挨在一起。
33         sort(candidates.begin(), candidates.end());
34         backtracking(candidates, target, 0, 0, used);
35         return result;
36     }
37 };

 

 

 131.分割回文串  

     卡哥建议:本题较难,大家先看视频来理解 分割问题,明天还会有一道分割问题,先打打基础。 

 https://programmercarl.com/0131.%E5%88%86%E5%89%B2%E5%9B%9E%E6%96%87%E4%B8%B2.html

    视频讲解:https://www.bilibili.com/video/BV1c54y1e7k6

    做题思路:

     回文就是顺着看和倒着看字符串都是同一个字符串,比如,111。

   切割问题,也可以抽象为一棵树形结构,如图:

 

    递归用来纵向遍历,for循环用来横向遍历,切割线(就是图中的红线)切割到字符串的结尾位置,即startIndex >= s.size(),说明找到了一个切割方法。

   那么在代码里什么是切割线呢?

   在处理组合问题的时候,递归参数需要传入startIndex,表示下一轮递归遍历的起始位置,这个startIndex就是切割线。

   数组path存放切割后回文的子串,二维数组result存放结果集。 

   来看看在递归循环中如何截取子串呢?

   在for (int i = startIndex; i < s.size(); i++)循环中,我们 定义了起始位置startIndex,那么 [startIndex, i] 就是要截取的子串。

   然后我们看一下回文子串要如何判断了,判断一个字符串是否是回文。

   可以使用双指针法,一个指针从前向后,一个指针从后向前,如果前后指针所指向的元素是相等的,就是回文字符串了。

   本题代码:

 1 class Solution {
 2 private:
 3     vector<vector<string>> result;
 4     vector<string> path; // 放已经回文的子串
 5     void backtracking (const string& s, int startIndex) {
 6         // 如果起始位置已经大于s的大小,说明已经找到了一组分割方案了
 7         if (startIndex >= s.size()) {
 8             result.push_back(path);
 9             return;
10         }
11         for (int i = startIndex; i < s.size(); i++) {
12             if (isPalindrome(s, startIndex, i)) {   // 是回文子串
13                 // 获取[startIndex,i]在s中的子串
14                 string str = s.substr(startIndex, i - startIndex + 1);
15                 path.push_back(str);
16             } else {                                // 不是回文,跳过
17                 continue;
18             }
19             backtracking(s, i + 1); // 寻找i+1为起始位置的子串
20             path.pop_back(); // 回溯过程,弹出本次已经添加的子串
21         }
22     }
23     bool isPalindrome(const string& s, int start, int end) {
24         for (int i = start, j = end; i < j; i++, j--) {
25             if (s[i] != s[j]) {
26                 return false;
27             }
28         }
29         return true;
30     }
31 public:
32     vector<vector<string>> partition(string s) {
33         result.clear();
34         path.clear();
35         backtracking(s, 0);
36         return result;
37     }
38 };