【每日力扣】40.组合总和II与701. 二叉搜索树中的插入操作

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40.组合总和II

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]
]

问题分析

首先，我们需要明确题目中的要求和限制条件：

给定一个正整数数组 candidates 和一个目标数 target。
数组中的每个数字在每个组合中只能使用一次。
解集不能包含重复的组合。

我们需要找出所有满足条件的组合，将它们以列表形式返回。

解题思路

排序数组：为了方便后续的剪枝操作和去重操作，我们首先对数组进行排序。
回溯搜索：使用回溯算法进行搜索，定义一个回溯函数 backtrack，参数包括当前的目标数 target、搜索起始位置 start、当前组合路径 path 和结果列表 result。
搜索过程

：在回溯函数中，我们逐个遍历数组中的数字，并进行如下操作：
- 如果当前目标数为0，说明找到了一组满足条件的组合，将其加入结果列表中。
- 如果当前目标数小于0，说明当前组合不合法，直接返回。
- 对于每个数字，如果它和前一个数字相同且在同一层级上，则跳过，避免重复组合。
- 否则，将当前数字加入组合路径，递归搜索下一层可能的组合，更新目标数和搜索起始位置，然后回溯移除最后一个数字，继续搜索下一个数字。
返回结果：最终返回结果列表中的所有组合。

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;public class CombinationSumII {public static List<List<Integer>> combinationSum2(int[] candidates, int target) {List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();Arrays.sort(candidates); // 对候选数组排序，方便剪枝和去重backtrack(candidates, target, 0, new ArrayList<>(), result);return result;}private static void backtrack(int[] candidates, int target, int start, List<Integer> path, List<List<Integer>> result) {if (target == 0) {// 找到一组组合，加入结果列表中result.add(new ArrayList<>(path));return;}if (target < 0) {// 当前组合不合法，直接返回return;}for (int i = start; i < candidates.length; i++) {// 避免重复组合，跳过相同的数字if (i > start && candidates[i] == candidates[i - 1]) {continue;}path.add(candidates[i]); // 将当前候选数加入组合路径// 递归搜索下一层可能的组合，起始位置为 i+1，因为每个数字只能使用一次backtrack(candidates, target - candidates[i], i + 1, path, result);path.remove(path.size() - 1); // 回溯，移除最后一个候选数}}public static void main(String[] args) {int[] candidates1 = {10, 1, 2, 7, 6, 1, 5};int target1 = 8;List<List<Integer>> result1 = combinationSum2(candidates1, target1);System.out.println(result1); // 输出 [[1, 1, 6], [1, 2, 5], [1, 7], [2, 6]]int[] candidates2 = {2, 5, 2, 1, 2};int target2 = 5;List<List<Integer>> result2 = combinationSum2(candidates2, target2);System.out.println(result2); // 输出 [[1, 2, 2], [5]]}
}

701. 二叉搜索树中的插入操作

给定二叉搜索树（BST）的根节点 root 和要插入树中的值 value ，将值插入二叉搜索树。返回插入后二叉搜索树的根节点。输入数据保证，新值和原始二叉搜索树中的任意节点值都不同。

注意，可能存在多种有效的插入方式，只要树在插入后仍保持为二叉搜索树即可。你可以返回 任意有效的结果 。

示例 1：

输入：root = [4,2,7,1,3], val = 5
输出：[4,2,7,1,3,5]
解释：另一个满足题目要求可以通过的树是：

示例 2：

输入：root = [40,20,60,10,30,50,70], val = 25
输出：[40,20,60,10,30,50,70,null,null,25]

示例 3：

输入：root = [4,2,7,1,3,null,null,null,null,null,null], val = 5
输出：[4,2,7,1,3,5]

问题分析

插入操作需要考虑二叉搜索树的特性，即左子树的值小于根节点的值，右子树的值大于根节点的值。因此，在插入节点时，我们需要找到合适的位置插入，并保持树的二叉搜索树性质。

解题思路

我们可以通过递归或迭代的方式来实现插入操作。具体步骤如下：

如果根节点为空，则直接将新节点作为根节点返回。
如果要插入的值小于根节点的值，则递归插入到左子树中。
如果要插入的值大于根节点的值，则递归插入到右子树中。
最后返回根节点。

class TreeNode {int val;TreeNode left;TreeNode right;TreeNode(int x) { val = x; }
}public class InsertIntoBST {public TreeNode insertIntoBST(TreeNode root, int val) {if (root == null) {return new TreeNode(val);}if (val < root.val) {root.left = insertIntoBST(root.left, val);} else if (val > root.val) {root.right = insertIntoBST(root.right, val);}return root;}public static void main(String[] args) {// 示例用例TreeNode root = new TreeNode(4);root.left = new TreeNode(2);root.right = new TreeNode(7);root.left.left = new TreeNode(1);root.left.right = new TreeNode(3);int val = 5;InsertIntoBST solution = new InsertIntoBST();TreeNode result = solution.insertIntoBST(root, val);// 输出结果System.out.println(result);}
}