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leetcode 2901 ~ 2950
组合总和

组合总和

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题目描述

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代码结果

运行时间: 27 ms, 内存: 16.1 MB


// 思路:使用Java Stream API来实现回溯算法。这个解法相对不太直观,因为Stream API更适用于流处理而不是回溯,但我们仍可以通过递归和Stream组合来实现。

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;
import java.util.stream.IntStream;

public class SolutionStream {
    public List<List<Integer>> combinationSum(int[] candidates, int target) {
        return combinationSum(candidates, target, 0);
    }

    private List<List<Integer>> combinationSum(int[] candidates, int target, int start) {
        if (target < 0) return new ArrayList<>();
        if (target == 0) {
            List<Integer> empty = new ArrayList<>();
            List<List<Integer>> baseResult = new ArrayList<>();
            baseResult.add(empty);
            return baseResult;
        }
        return IntStream.range(start, candidates.length).boxed()
                .flatMap(i -> {
                    List<List<Integer>> subResult = combinationSum(candidates, target - candidates[i], i);
                    return subResult.stream().map(list -> {
                        List<Integer> newList = new ArrayList<>(list);
                        newList.add(0, candidates[i]);
                        return newList;
                    });
                }).collect(Collectors.toList());
    }
}

解释

方法:

该题解采用了回溯算法,首先对输入数组进行排序以便优化搜索过程。定义一个辅助函数 recur,递归地尝试每一个可能的数字组合。从当前位置开始,尝试每个数字,如果当前数字小于等于目标值 target,则将其加入到当前路径(path)中,并递归地调用 recur,此时目标值减少当前数字的值。如果当前数字等于目标值,则将当前路径添加到答案列表中。每次递归返回后,撤销上一个选择(回溯)。如果当前数字大于目标值,则终止当前分支的搜索。

时间复杂度:

O(n^target/min(candidates))

空间复杂度:

O(target / min(candidates))

代码细节讲解

🦆
在题解中,排序候选数组对于优化搜索过程具体有什么帮助?
在题解中,对候选数组进行排序主要是为了优化搜索过程。排序后,当遇到一个数字大于当前目标值时,可以立即终止循环,避免继续探索更大的数,从而减少不必要的递归调用。这种剪枝策略有助于减少搜索空间,提高算法效率。
🦆
题解采用递归方式进行回溯,是否有可能通过迭代来实现相同的功能?如果可以,其效率和可行性如何比较?
虽然理论上可以通过迭代来实现回溯算法,通常使用栈来模拟递归过程,但递归形式的回溯在理解和实现上更为直观和简洁。迭代版本可能在空间利用上有优势,因为可以更精细地控制栈的使用,但编码复杂度较高,可读性和可维护性可能下降。通常,递归和迭代的效率差别不大,主要取决于具体实现和问题规模。
🦆
题解中提到,如果当前数字大于目标值就终止当前分支的搜索。这种剪枝策略是否总是有效,或者有没有可能漏掉正确的解?
这种剪枝策略是基于问题的特性:如果当前数字已经大于目标值,那么在这个数字或更大的数字上继续搜索只会得到更大的数,而不可能得到等于目标值的解。因此,这种策略不会漏掉任何正确的解,是一种有效的优化方法。

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