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【组合总和】python刷题记录

时间:2024-07-20 15:28:23浏览次数:22  
标签:backtrack python nums List ret start 子集 刷题 总和

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思路:

回溯法框架:

本题中(元素不可重复可复选)

如果不重复使用

重复使用

代码:

​拓展1:元素无重复不可复选

子集问题:

组合问题:

全排列问题:

拓展2:元素可重复不可复选

再--子集问题:

PS:

润到递归了。下面是超级回溯大法!!!!!

思路:

使用回溯法解决问题----能够穷举所有解

回溯法框架:

参考缓缓神

result=[]
def backtrack(选择列表,路径):
   if 满足结束条件:
       result.add(路径)
       return
   for 选择 in 选择列表:
       #做选择
       路径.add(选择)
       将该选择从选择列表中移除
       ## 核心 递归调用之前【做选择】,调用之后【撤销选择】
       backtrack(选择列表,路径)
       #撤销选择
       路径.remove(选择)
       将该选择再加入选择列表

 

本题中(元素不可重复可复选)

如果不重复使用

控制range中的start元素即可

def backtrack(nums,start):
    #每个结点的值都是一个子集,加入子集
    -------
    #对于选择列表中的每个选择
    for i in range(start,len(nums)):
        ------
        #递归
        backtrack(nums,i+1)
        ----
        return res

这个 i 从 start 开始,那么下一层回溯树就是从 start + 1 开始,从而保证 nums[start] 这个元素不会被重复使用

重复使用

把i+1改为i,就能无限生长下去

结束条件:路径和大target

代码:

class Solution:
    def combinationSum(self, candidates: List[int], target: int) -> List[List[int]]:
        ret=[]
        def backtrack(candidates,path,target,start):
            if sum(path)==target:
                ret.append(path[:])
                return
            if sum(path)>target:
                return
            #如果还不够~,就继续dfs
            for i in range(start,len(candidates)):
                path+=[candidates[i]]
                backtrack(candidates,path,target,i)
                path.pop()
        backtrack(candidates,[],target,0)
        return ret

拓展1:元素无重复不可复选

nums中的元素是唯一的,每个元素只能被使用一次。组合问题为例,nums=[2,3,6,7],和为7的组合只有[7]。

子集问题和组合问题都一样,大小为 k 的组合就是大小为 k 的子集

子集问题:

按照离散数学,这不是求P(A)吗,拿手好戏!

缓缓神解答:

在做全排列的过程中,本身就存在子集,只是我们并没有保存,如果在结束条件处略作修改,改为没有条件,每次节点的值本身就是子集,将其加入到结果中即可。但这样还存在重复,因为在全排列过程中可能会出现选择b作为开头但还可以选a,所以刚刚那样修改后结果会出现[a,b],[b,a],在集合中这二者是重复的。规避方式也很简单,每次从当前元素的下一个元素开始选。

class Solution:
    def subsets(self, nums: List[int]) -> List[List[int]]:
        ret=list()
        #路径列表
        track=list()
        def backtrack(nums,start):
            #每个结点值都是一个子集,加入子集
            ret.append(track[:])
            #对于选择列表中的每个选择
            for i in range(start,len(nums)):
                #选择
                track.append(nums[i])
                #递归
                backtrack(nums,i+1)
                #撤销选择
                track.pop()
        backtrack(nums,0)
        return ret

 

组合问题:

翻译一下就变成子集问题了:给你输入一个数组 nums = [1,2..,n] 和一个正整数 k,请你生成所有大小为 k 的子集

还是以 nums = [1,2,3] 为例,刚才78题让求所有子集,就是把所有节点的值都收集起来;现在只需要把第 2 层(根节点视为第 0 层)的节点收集起来,就是大小为 2 的所有组合:

在代码上,只是需要添加结束条件:

class Solution:
    def combine(self, n: int, k: int) -> List[List[int]]:
        ret=[]
        track=[]
        def backtrack(n,start,k):
            #结束条件,遍历到第k层就收工
            if len(track)==k:
               ret.append(track[:])
               return 
            #对于所有的选择
            #选择列表[1,2,---,n]
            for i in range(start,n):
                #选择
                track.append(i)
                #递归
                backtrack(n,i+1,k)
                #撤销选择
                track.pop()
        backtrack(n+1,1,k)
        return ret

全排列问题:

class Solution:
    def permute(self, nums: List[int]) -> List[List[int]]:
        ret=[]
        #选择列表为nums包含的元素
        #used表示已经选择的数字
        def backtrack(nums,path,used):
            #结束条件
            if len(path)==len(nums):
                ret.append(path[:])
                return
            for i in range(len(nums)):
                if used[i]:
                #选过别回头
                   continue
                #选择
                path.append(nums[i])
                used[i]=True
                #递归
                backtrack(nums,path,used)
                #撤销选择
                path.pop()
                used[i]=False
        #初始路径为空,used都为False
        backtrack(nums,[],[False for _ in range(len(nums))])
        return ret

拓展2:元素可重复不可复选

再--子集问题:

又类似于找P(A),拿手好戏啊(bushi)

思路:

以 nums = [1,2,2] 为例,为了区别两个 2 是不同元素,写作 nums = [1,2,2']。显然,两条值相同的相邻树枝会产生重复,如都有2:[1,2],[1,2'],所以需要进行剪枝,如果一个节点有多条值相同的树枝相邻,则只遍历第一条,剩下的都剪掉,不要去遍历:遍历了[1,2]就不再遍历[1,2']。
在代码实现上,先对nums进行排序,在遍历时如果当前元素nums[i]与前一个元素相等nums[i] == nums[i-1]则跳过该元素(注意越界问题):

class Solution:
    def subsetsWithDup(self, nums: List[int]) -> List[List[int]]:
        ret=list()
        track=list()
        #先排列
        nums.sort()
        def backtrack(nums,start):
            #子集问题,不需要判断结束条件
            ret.append(track[:])
            #对于所有选择
            for i in range(start,len(nums)):
                #和上一个重复就跳过,i>start避免越界
                if i>start and nums[i]==nums[i-1]:
                    continue
                track.append(nums[i])
                backtrack(nums,i+1)
                track.pop()
        backtrack(nums,0)
        return ret

PS:

创建空列表

ret=[]
ret=list()

感谢缓缓神!!

标签:backtrack,python,nums,List,ret,start,子集,刷题,总和
From: https://blog.csdn.net/m0_73629042/article/details/140550937

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