LeetCode 39,40,46,47,78,90 回溯法专题
来源:互联网 发布:think in java pdf中文 编辑:程序博客网 时间:2024/05/18 09:04
回溯法介绍:
回溯法对任一解的生成,一般都采用逐步扩大解的方式。每前进一步,都试图在当前部分解的基础上扩大该部分解。它在问题的状态空间树中,从开始结点(根结点)出发,以深度优先搜索整个状态空间。这个开始结点成为活结点,同时也成为当前的扩展结点。在当前扩展结点处,搜索向纵深方向移至一个新结点。这个新结点成为新的活结点,并成为当前扩展结点。如果在当前扩展结点处不能再向纵深方向移动,则当前扩展结点就成为死结点。此时,应往回移动(回溯)至最近的活结点处,并使这个活结点成为当前扩展结点。回溯法以这种工作方式递归地在状态空间中搜索,直到找到所要求的解或解空间中已无活结点时为止。
与穷举法是类似的,都是基于试探,主要用迭代实现。
39,40题 Combination Sum I,II
题意:此题是给定一个数组,和一个target,要求数组中所有相加等于target的组合,I允许有重复数字,而II不允许。
思路和代码:把nums中的数一个个加入tempList中,用target减去每一个数,直到为0,遇到超过的,就回溯,重新选择新的数字。
class Solution { public List<List<Integer>> combinationSum(int[] nums, int target) { List<List<Integer>> list = new ArrayList<>(); Arrays.sort(nums); backtrack(list, new ArrayList<>(), nums, target, 0); return list; } private void backtrack(List<List<Integer>> list, List<Integer> tempList, int [] nums, int remain, int start){ //如果sum大于target使得 remain<0, 跳出迭代,去掉最后一个数 if(remain<0) return; //如果等于target,加入list else if(remain==0){ list.add(new ArrayList<>(tempList)); } else{ //第一次循环就进入了迭代,只有退出一次迭代的时候,循环才会继续往下走 for(int i = start;i<nums.length;i++){ tempList.add(nums[i]); backtrack(list, tempList, nums, remain-nums[i], i); tempList.remove(tempList.size()-1); } } }}
要求不能有重复数字的只是加了重复数字判断
class Solution { public List<List<Integer>> combinationSum2(int[] nums, int target) { List<List<Integer>> list = new ArrayList<>(); Arrays.sort(nums); backtrack(list, new ArrayList<>(), nums , target, 0); return list; } private void backtrack(List<List<Integer>> list , List<Integer> tempList, int [] nums,int remain,int start){ if(remain<0) return; else if(remain==0){ list.add(new ArrayList<>(tempList)); } else{ for(int i = start;i<nums.length;i++){ if(i>start && nums[i] == nums[i-1]) continue; //如果下一个数字还与上一个数字相同,跳过。 tempList.add(nums[i]); //i变成i+1,说明每次迭代在nums中都从下一个数开始 backtrack(list,tempList,nums,remain-nums[i],i+1); tempList.remove(tempList.size()-1); } } }}
46,47题 Subsets I,II
题意:给一个数组,要求输出所有的组合,没有重复数字
If nums = [1,2,3]
, a solution is:
[ [3], [1], [2], [1,2,3], [1,3], [2,3], [1,2], []]
思路和代码:同样,用回溯法,像我上面说的,就跟穷举一样,代码比上个更简单,
第二题有重复数字,在for循环中加上重复判断if(i > start && nums[i]==nums[i-1]) continue; 即可。
class Solution { public List<List<Integer>> subsets(int[] nums) { List<List<Integer>> list = new ArrayList<>(); Arrays.sort(nums); backtrack(list,new ArrayList(),nums,0); return list; } private void backtrack(List<List<Integer>> list, List<Integer> temps, int [] nums, int start){ list.add(new ArrayList<>(temps)); for(int i = start;i<nums.length;i++){ temps.add(nums[i]); backtrack(list,temps,nums,i+1); temps.remove(temps.size()-1); } }}
78,90题 Permutations I,II
题意:此题是给定一个数组,要求所有长度相同的排列,I不允许有重复数字,而II允许有重复。
思路和代码:还是回溯,这里的条件是长度相等的。
class Solution { public List<List<Integer>> permute(int[] nums) { List<List<Integer>> list = new ArrayList<>(); backtrack(list, new ArrayList<>(), nums); return list;}private void backtrack(List<List<Integer>> list, List<Integer> tempList, int [] nums){ //只需要长度一样的 if(tempList.size() == nums.length){ list.add(new ArrayList<>(tempList)); } else{ for(int i = 0 ;i<nums.length;i++){ //跳过同样的数字 if(tempList.contains(nums[i])) continue; tempList.add(nums[i]); backtrack(list,tempList,nums); tempList.remove(tempList.size()-1); } }} }
II有重复数字,所以要跳过
class Solution { public List<List<Integer>> permuteUnique(int[] nums) { List<List<Integer>> list = new ArrayList<>(); Arrays.sort(nums); backtrack(list,new ArrayList<>(),nums,new boolean[nums.length]); return list; } private void backtrack(List<List<Integer>> list, List<Integer> tempList, int [] nums,boolean [] used){ if(tempList.size()==nums.length){ list.add(new ArrayList<>(tempList)); } else{ for(int i=0;i<nums.length;i++){ //如果i位置的被用过了,或者说当前位置的i和前一个是一样的数字,并且前一个没有被用过,那么可以跳过当前i if(used[i] || i>0 && nums[i] == nums[i-1] && !used[i-1] ) continue; used[i] = true; tempList.add(nums[i]); backtrack(list,tempList,nums,used); used[i] = false; tempList.remove(tempList.size()-1); } } }}
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