算法训练营Day23

发布时间:2023年12月23日

#Java #回溯 #组合问题

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组合总和III:力扣题目链接

找出所有相加之和为?n 的?k?个数的组合,且满足下列条件:

  • 只使用数字1到9
  • 每个数字?最多使用一次?

返回 所有可能的有效组合的列表 。该列表不能包含相同的组合两次,组合可以以任何顺序返回。

该题与之前做的组合很类似,相当于就在组合的基础上,多了一个三数之和 == 目标值。

回溯思路相同,只需要改一些细节即可:

class Solution {
    //创建存放结果的集合
    List<List<Integer>> ans = new ArrayList<>();
    //创建 path 集合 ,记录每一次组合结果
    List<Integer> path = new LinkedList<>();
    public List<List<Integer>> combinationSum3(int k, int n) {
getCombinationSum(k,n,0,1);
return ans;

    }
   
    public void getCombinationSum(int k , int target,int sum ,int startIndex){
    //回溯三部曲,确定递归函数参数 k , n ,startIndex
    //这里 n 就相当于目标值 target
 
    if(path.size() == k){
    if(sum == target){
        //如果和等于目标值了,则把这一组数据加入到结果集中
        ans.add(new ArrayList(path));
        return;
    }
    }

    for(int i = startIndex;i<=9;i++){
    sum+=i;
    path.addLast(i);
    getCombinationSum(k,target,sum,i+1);
    //回溯:
    sum-=i;
    path.removeLast();

    }



    }
}

这里的细节与关键有:

for循环的 i 不是从1开始了,而是 i = startIndex;

多了一个sum需要进行回溯;

题目要求(从1~9中进行选择,同样不能选择两个相同的数);

结合之前的组合问题,深刻体会一下回溯算法:

1. 递归的终止条件:
? 当?path?的大小等于?k?时,检查?sum?是否等于?target。如果是,将当前路径添加到结果集?ans。
? 这里之所以不把?if(sum?==?target)?条件直接放在?for?循环内部,是因为我们只想在找到?k?个数字的组合时才检查它们的和是否等于?target。如果提前放在循环内,那么即使组合中数字个数不足?k?个,也会进行检查,这与题目要求不符。


2. for?循环:
? 这个循环是用来遍历所有可能的数字组合。
? i?从?startIndex?开始,这是为了避免重复。每次递归调用?getCombinationSum?时,都会增加?startIndex,这样就不会重复考虑之前的数字,保证了组合的唯一性。


3. 递归调用:
? 在?for?循环中,对每个数字?i,将其加入到?path?中,并更新?sum。
? 然后递归调用?getCombinationSum,探索包含当前数字的所有可能组合。


4. 回溯:
? 在递归返回后,需要撤销之前的选择(即从?path?中移除?i?并从?sum?中减去?i),以便于?for?循环中的下一次尝试。
?

电话号码的字母组合:力扣题目链接

给定一个仅包含数字?2-9?的字符串,返回所有它能表示的字母组合。答案可以按 任意顺序 返回。

给出数字到字母的映射如下(与电话按键相同)。注意 1 不对应任何字母。

当我看到每个数字有与之对应的字母时,第一时间相当用哈希map,想通过键值对匹配来完成。

以下是第一次用HashMap写出来的答案:

class Solution {
    //创建一个结果集,存放答案
    List<String> ans = new ArrayList<>();
    StringBuilder sb = new StringBuilder();
    public List<String> letterCombinations(String digits) {
        //判断digitis,也相当于减枝了
        if(digits == null || digits.length() == 0){
            return ans;
        }
        //看到字母和数字匹配,想到了哈希map
        //创建一个hashmap
        Map<Integer,String> map = new HashMap<>(){{
            //把对应元素添加到map集合中
            put(2,"abc");
            put(3,"def");
            put(4,"ghi");
            put(5,"jkl");
            put(6,"mno");
            put(7,"pqrs");
            put(8,"tuv");
            put(9,"wxyz");
        }};
        back(digits,sb,0,map);
        return ans;
    }
    //递归方法:
    public void back(String digits,StringBuilder sb,int index,Map<Integer,String> map){
        
        //什么时候把得到的结果放到结果集中? 观察得出,输出的每个字符串,长度等于digits的长度
        if(sb.length() == digits.length()){
            ans.add(sb.toString());
            return;
        }        
        //传入一个digits,会去解析里面的数字
        int number = Integer.parseInt(String.valueOf(digits.charAt(index)));
        String value = map.get(number);
        for(int i =0;i<value.length();i++){
        sb.append(value.charAt(i));
        back(digits,sb,index+1,map);
        //回溯:
        sb.deleteCharAt(sb.length()-1);
        }
            
    }
}

我基本是按照之前的组合问题的做法来思考的:

? 每一步递归都会对一个数字进行处理,将其映射到对应的所有字母,并继续递归处理下一个数字。
? 当构建的字符串长度与输入?digits?的长度相同时,将其视为一个有效组合,并加入到结果集。
? 通过回溯(移除已添加的最后一个字符),算法能够撤销之前的选择,从而探索所有不同的组合路径。

?而代码随想录中用的是数组,我认为这样更优:

class Solution {

    //设置全局列表存储最后的结果
    List<String> list = new ArrayList<>();

    public List<String> letterCombinations(String digits) {
        if (digits == null || digits.length() == 0) {
            return list;
        }
        //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"};
        //迭代处理
        backTracking(digits, numString, 0);
        return list;

    }

    //每次迭代获取一个字符串,所以会设计大量的字符串拼接,所以这里选择更为高效的 StringBuild
    StringBuilder temp = new StringBuilder();

    //比如digits如果为"23",num 为0,则str表示2对应的 abc
    public void backTracking(String digits, String[] numString, int num) {
        //遍历全部一次记录一次得到的字符串
        if (num == digits.length()) {
            list.add(temp.toString());
            return;
        }
        //str 表示当前num对应的字符串
        String str = numString[digits.charAt(num) - '0'];
        for (int i = 0; i < str.length(); i++) {
            temp.append(str.charAt(i));
            //c
            backTracking(digits, numString, num + 1);
            //剔除末尾的继续尝试
            temp.deleteCharAt(temp.length() - 1);
        }
    }
}

大体思路都是相同的!

青山依旧,

韶华几许~

Fighting!

文章来源:https://blog.csdn.net/momolinshaomo/article/details/135165526
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