代码随想录算法训练营第25天(回溯算法02 | ● 216.组合总和III ● 17.电话号码的字母组合

发布时间:2024年01月20日

216.组合总和III

如果把 组合问题理解了,本题就容易一些了。
题目链接/文章讲解:216.组合总和III
视频讲解:216.组合总和III

解题思路

相较于昨天的77.组合,只是多了一个判断其和是否符合要求的步骤,其他思路基本一致。
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

回溯三部曲

  1. 确定递归函数参数
  • path 和 result为全局变量。
  • targetSum(int)目标和,也就是题目中的n。
  • k(int)就是题目中要求k个数的集合。
  • sum(int)为已经收集的元素的总和,也就是path里元素的总和。
  • startIndex(int)为下一层for循环搜索的起始位置。
  1. 确定终止条件
    k其实就已经限制树的深度,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。
  2. 单层搜索过程
    处理过程就是 path收集每次选取的元素,相当于树型结构里的边,sum来统计path里元素的总和。

剪枝

剪枝操作1

        // 剪枝1
        if(sum > targetSum){
            return;
        }

剪枝操作2

        for (int i = startIndex; i <= 9 - (k - path.size()) + 1; i++)

剪枝操作2也可以以另外一种方式写在递归终止条件里,这样更好理解

        if (path.size() > k) return;
// 回溯 剪枝版
class Solution {
	List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();
	LinkedList<Integer> path = new LinkedList<>();

	public List<List<Integer>> combinationSum3(int k, int n) {
		backTracking(n, k, 1, 0);
		return result;
	}

	private void backTracking(int targetSum, int k, int startIndex, int sum) {
        // 剪枝1
        if(sum > targetSum){
            return;
        }
		if (path.size() == k) {
			if (sum == targetSum) result.add(new ArrayList<>(path));
			return;
		}
		for (int i = startIndex; i <= 9 - (k - path.size()) + 1; i++) { // 剪枝2
			path.add(i);
			sum += i;
			backTracking(targetSum, k, i + 1, sum);
			//回溯
			path.removeLast();
			//回溯
			sum -= i;
		}
	}
}

17.电话号码的字母组合

本题大家刚开始做会有点难度,先自己思考20min,没思路就直接看题解。
题目链接/文章讲解:17.电话号码的字母组合
视频讲解:17.电话号码的字母组合

解题思路

数字和字母如何映射:用一个字符串数组

回溯三部曲:

  1. 确定回溯函数参数:
  • 字符串s来收集叶子节点的结果,
  • 字符串数组result保存起来
  • int型的num用来表示递归深度(区分前2道题中的startIndex,前2道题因为只有一个数组,而且需要在for中确定起始位置,而这道题涉及到2个数组,不需要确定起始位置,前2道题的递归深度题中直接得到即可)
  1. 确定终止条件:
    那么终止条件就是如果num 等于 输入的数字个数(digits.size)了(本来index就是用来遍历digits的)。然后收集结果,结束本层递归。
  2. 确定单层遍历逻辑
  • 首先要取num指向的数字,并找到对应的字符集(手机键盘的字符集)。
  • 然后for循环来处理这个字符集
    注意这里for循环,可不像是在回溯算法:求组合问题!回溯算法:求组合总和! 中从startIndex开始遍历的。因为本题每一个数字代表的是不同集合,也就是求不同集合之间的组合,而77. 组合 216.组合总和III都是求同一个集合中的组合!
// 回溯
// 时间复杂度: O(3^m * 4^n),其中 m 是对应四个字母的数字个数,n 是对应三个字母的数字个数
// 空间复杂度: O(3^m * 4^n)
class Solution {
    List<String> list = new ArrayList<>();  // 设置全局变量存储结果
    StringBuilder temp = new StringBuilder();
    //初始对应所有的数字,为了直接对应2-9,新增了两个无效的字符串""
    String[] numString = {"", "", "abc", "def", "ghi", "jkl", "mno", "pqrs", "tuv", "wxyz"};
    
    public List<String> letterCombinations(String digits) {
        if(digits == null || digits.length() == 0){
            return list;
        }
        backTracking(digits, numString, 0);
        return list;
    }
    public void backTracking(String digits, String[] numString, int num){
        // 终止递归并记录结果 字符串digits的长度决定递归深度
        if(num == digits.length()){
            list.add(temp.toString());
            return;
        }
        String str = numString[digits.charAt(num) - '0']; // 得到当前num对应的字符串
        for(int i = 0; i < str.length(); i++){  // 数字所对应的字符串的长度决定宽度
            temp.append(str.charAt(i));
            backTracking(digits, numString, num + 1); //递归
            temp.deleteCharAt(temp.length() - 1);  // 回溯
        }
    }
}
文章来源:https://blog.csdn.net/weixin_46743838/article/details/135694470
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