深搜练习(组合总和)(7)
一.题目
39. 组合总和 - 力扣(LeetCode)
二.思路讲解
2.1 思路讲解
本题与之前组合问题的核心区别在于:同一个数字可以被无限重复选取。这意味着在递归过程中,我们不能像之前那样用i+1强制跳过当前元素,而应该允许继续选择当前元素。因此,递归调用时,下一层的pos参数不增加(仍从i开始),这样才能重复使用同一数字。
另一个重要区别是剪枝策略:由于可以重复选取,我们需要防止无效的无限递归。可以在递归过程中检查当前累积和sum是否已经超过target,一旦超过,就可以立即剪枝(因为后续元素更大,和只会更大),无需继续探索。
递归框架:使用深度优先搜索,每层遍历从pos开始到末尾的元素,对于每个元素,将其加入路径,递归调用时传入相同的pos(允许重复),并更新和为sum + candidates[i]。当sum == target时,将当前路径加入结果并返回;当sum > target时,直接剪枝返回。这样就能枚举所有不重复的组合(因为通过pos参数保证了元素选取的顺序性,避免了[2,3]和[3,2]重复)。排序后剪枝更高效,但即使不排序,算法依然正确。
三.代码演示
class Solution { public: vector<vector<int>> ret; vector<int>path; vector<vector<int>> combinationSum(vector<int>& candidates, int target) { dfs(candidates,target,0,0); return ret; } void dfs(vector<int>& candidates,int target,int sum,int pos) { //递归终止情况 if(sum == target) { ret.push_back(path); return; } if(sum > target || pos >= candidates.size()) return; for(int i = pos;i < candidates.size();i++) { path.push_back(candidates[i]); dfs(candidates,target,sum + candidates[i],i);//因为可以选择重复的因此i不能加1 path.pop_back(); } } };四.代码讲解
一、全局变量设计
为了实现回溯,我们定义两个成员变量:
ret:二维向量,存储所有满足条件的组合结果。path:一维向量,记录当前正在构建的组合。
二、主函数combinationSum
主函数接收候选数组candidates和目标值target,调用递归函数dfs(candidates, target, 0, 0)开始深度优先搜索,最后返回结果集ret。参数含义:
sum:当前路径中所有元素的和,初始为 0。pos:当前可以从candidates的哪个下标开始选取元素,初始为 0。
三、递归函数dfs
递归函数dfs(candidates, target, sum, pos)的含义是:当前已经选择了若干元素(存储在path中),和为sum,接下来可以从下标pos开始继续选择元素,目标是使总和等于target。执行流程如下:
四、递归终止条件
成功终止:当
sum == target时,说明当前路径的和恰好等于目标值,将path的副本加入ret,然后返回。失败终止(剪枝):当
sum > target或pos >= candidates.size()时,说明当前路径和已超过目标,或者没有更多元素可选,直接返回,不再继续探索。
五、递归步骤分解
使用for循环,从i = pos到i < candidates.size(),依次考虑每个候选元素:
将
candidates[i]加入path末尾。递归调用
dfs(candidates, target, sum + candidates[i], i)。注意,这里传入的pos参数是i而不是i+1,因为同一个元素可以被无限重复选取,所以下一层仍然可以从当前下标开始,允许重复使用。递归返回后,执行回溯:将
path末尾的元素弹出,以便尝试下一个元素。
六、回溯与恢复现场
由于path是全局变量,不同分支共享状态,因此必须在递归返回后手动恢复现场。
七、关键细节
重复选取的实现:递归调用时
pos参数传入i而不是i+1,使得下一层可以继续选择当前元素,从而允许无限次重复。剪枝优化:在递归入口处检查
sum > target,一旦超过则立即返回,避免无效的深度递归,提高了效率。避免重复组合:通过
pos参数控制选择范围,每次只能从当前或之后的下标开始,保证了组合的无序性(不会出现[2,3]和[3,2]重复)。
