回溯章节理论基础:
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216.组合总和III
题目链接:https://leetcode.cn/problems/combination-sum-iii/
思路:
本题就是在[1,2,3,4,5,6,7,8,9]这个集合中找到和为n的k个数的组合。
对于昨天做的77.组合而言,多了一个限制,本题是要找到和为n的k个数的组合,而整个集合已经是固定的了[1…9],本题k相当于树的深度,9(因为整个集合就是9个数)就是树的宽度。
例如 k = 2,n = 4的话,就是在集合[1,2,3,4,5,6,7,8,9]中求 k(个数) = 2, n(和) = 4的组合。
选取过程如图:
因为这道题的话,多了一个要求和,所以传入的参数里面多了一个sum。
终止条件就是,如果path.size() 和 k相等了,就终止。
如果此时path里收集到的元素和(sum) 和targetSum(就是题目描述的n)相同了,就用result收集当前的结果。
同时,别忘了处理过程 和 回溯过程是一一对应的,处理有加,回溯就要有减!
剪枝:
(1)如果已选元素总和如果已经大于n(图中数值为4)了,那么往后遍历就没有意义了,直接剪掉。
(2)for循环的范围也可以剪枝,i <= 9 - (k - path.size()) + 1就可以了。k - path.size() 就代表剩余还要选多少个数,比如我们这里k=5,那么取7,取8都没有意义了,因为这个时候往后再取,也取不到5个数。
class Solution {List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();List<Integer> paths = new ArrayList<>();public List<List<Integer>> combinationSum3(int k, int n) {backtracking(n,k,1,0);return result;}public void backtracking(int n, int k, int startIndex, int sum){if(sum > n) return ;if(paths.size() == k){if(sum == n)result.add(new ArrayList<>(paths));return ;}// 对取k个数,这里也进行剪枝for(int i=startIndex; i <= 9-(k-paths.size()) + 1; i++){paths.add(i);sum = sum + i;backtracking(n, k, i+1, sum);sum = sum - i;paths.removeLast();}}
}
时间复杂度: O(n * 2^n)
空间复杂度: O(n)
17.电话号码的字母组合
首先是数字和字母如何映射的问题,这里可以使用map或者定义一个二维数组,例如:string letterMap[10],来做映射。
遍历的深度,就是输入"23"的长度,而叶子节点就是我们要收集的结果,输出[“ad”, “ae”, “af”, “bd”, “be”, “bf”, “cd”, “ce”, “cf”]。
首先需要一个字符串s来收集叶子节点的结果,然后用一个字符串数组result保存起来,这两个变量定义为全局。
再来看参数,参数指定是有题目中给的string digits,然后还要有一个参数就是int型的index。这个参数可不是startIndex了,而是记录遍历第几个数字了,就是用来遍历digits的(题目中给出数字字符串),同时index也表示树的深度。
例如输入用例"23",两个数字,那么根节点往下递归两层就可以了,叶子节点就是要收集的结果集。
那么终止条件就是如果index 等于 输入的数字个数(digits.size)了。然后收集结果,结束本层递归。
class Solution {String[] letterMap = {"", // 0"", // 1"abc", // 2"def","ghi","jkl","mno","pqrs","tuv","wxyz"};List<String> result = new ArrayList<>(); StringBuilder s = new StringBuilder(); // 每次迭代的字符串拼接public List<String> letterCombinations(String digits) {// 特殊情况:用例2 输入:digits = "" 输出:[]if(digits == null || digits.length() == 0)return result;backtracking(digits,0);return result;}public void backtracking(String digits, int index){if(index ==digits.length()){result.add(s.toString());return ;}int digit = digits.charAt(index) - '0'; // 类型转换成intString letters = letterMap[digit]; // 数字对应的字母组合for(int i=0;i<letters.length();i++){s.append(letters.charAt(i));backtracking(digits,index+1);s.deleteCharAt(s.length() - 1);}}
}