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leetcode 3051 ~ 3100
分割等和子集

分割等和子集

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题目描述

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代码结果

运行时间: 124 ms, 内存: 16.7 MB


/*
 * 思路:
 * 1. 首先计算数组的总和,如果总和不是偶数,则不可能将数组分成两个和相等的子集,直接返回false。
 * 2. 如果总和是偶数,则将问题转换为在数组中找到一个子集,其和等于总和的一半。
 * 3. 使用Java Stream API来简化部分代码。
 * 4. 使用动态规划的方法,定义一个dp数组,其中dp[i]表示是否可以通过数组中的某些元素的和得到i。
 * 5. 初始化dp[0]为true,因为和为0总是可以通过不选择任何元素得到。
 * 6. 遍历数组中的每个元素,从后向前更新dp数组,避免重复使用元素。
 */

import java.util.stream.IntStream;

public class Solution {
    public boolean canPartition(int[] nums) {
        int sum = IntStream.of(nums).sum();
        if (sum % 2 != 0) {
            return false;
        }
        int target = sum / 2;
        boolean[] dp = new boolean[target + 1];
        dp[0] = true;
        for (int num : nums) {
            for (int i = target; i >= num; i--) {
                dp[i] = dp[i] || dp[i - num];
            }
        }
        return dp[target];
    }
}

解释

方法:

这个问题是一个典型的背包问题,具体来说是一个0/1背包问题的变形,即确定一个集合中是否可以找到一些数,它们的和等于集合总和的一半。首先,如果集合的总和是奇数,那么不能平分成两个等和的子集。如果总和是偶数,我们将问题转化为寻找子集和是否可以达到总和的一半。使用一个集合`pre`来记录可以通过当前考虑的元素累加得到的所有可能的和。对于数组中的每一个数,我们更新这个集合,包括当前数本身和它与集合中已有元素的和。如果在任一时刻集合中出现了目标值(总和的一半),则说明可以分割成两个等和的子集。

时间复杂度:

O(n*2^n)

空间复杂度:

O(2^n)

代码细节讲解

🦆
为什么在解决这个问题时首先检查数组的总和是否为奇数?
在尝试将集合分割成两个等和的子集时,如果集合的总和是奇数,那么不可能平分成两个等和的子集。因为两个相同的数相加不可能得到一个奇数。因此,检查总和是否为奇数是一个有效的提前终止算法的条件,如果总和为奇数,可以直接返回False,避免不必要的计算。
🦆
在算法中,集合`pre`的初始状态是空,那么在第一次循环时添加单个元素是否足以反映所有可能的情况?
是的,集合`pre`的初始状态为空集合,代表初始时没有任何元素被选中,因此和为0。在第一次循环中,首先考虑的是数组中的第一个元素。将这个元素本身添加到集合`pre`中,意味着开始探索包含该元素的可能的子集和。这是必要的,因为任何子集的和都必须从某个具体的元素开始累加,这确保了算法能够覆盖所有通过这些元素组合形成的可能和。
🦆
代码中提到使用`pre.add(p + num)`来更新可能的和,这种方法是否可能导致某些和被重复计算?如何避免?
是的,当使用`pre.add(p + num)`时,可能会有重复计算的情况出现,尤其是当数组中有重复元素时。为了避免重复计算,可以在每次遍历新元素时,首先将所有可能形成的新和存储在一个临时集合中,然后再将这些新和添加到主集合`pre`中。这样做可以确保即使当前元素与之前的元素相同,其计算出的新和也只在这一轮被计算和添加一次。

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