LeetCode 216. 组合总和 III java (看得懂的详细解析)

题目:
找出所有相加之和为 n 的 k 个数的组合。组合中只允许含有 1 - 9 的正整数,并且每种组合中不存在重复的数字。

说明:

  • 所有数字都是正整数。
  • 解集不能包含重复的组合。

示例 1:

输入: k = 3, n = 7
输出: [[1,2,4]]

示例 2:

输入: k = 3, n = 9
输出: [[1,2,6], [1,3,5], [2,3,4]]

解析:
相比于前面两道用回溯算法解题的题目:分割回文串和复原IP地址,这道题显得简单一些,并且也是更加典型的回溯解法。可以结合三道题目来看,解题方法很类似,加深感觉。

题目要求所有的和为 n 的 k 个数的组合,组合中只允许出现1-9的数字。从回溯算法的解题思路来出发,我们要走k步能够得到最后的符合条件的结果,这是递归的深度,所以需要在递归的参数中传递这个值,并且每次减小1,直到减小到0,然后看看这里得到的结果是不是符合条件的结果,如果是,那么就加入最终的解的集合,如果不是,那么就回退继续寻找。看是否符合条件是看前面步骤经过的数字之和是否为n。

另外,我们知道回溯算法每一步都是由多个分叉口的,也就是可以有多个选择,我们需要遍历每一种路径。题目要求每一个解不能有重复数字,所以我们按照从左至右选择的方式,每一步选择数组的范围都是从上一步选择位置的后面开始的。也就是代码中for循环的初始条件。

下面是代码,时间复杂度1ms,中间加上了详细的注释。

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/**
 * 时间复杂度:1ms,99.86%
 */
public class Solution_216 {
    public List<List<Integer>> combinationSum3(int k, int n) {
        List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();
        ArrayList<Integer> templist = new ArrayList<>();
        combinationSum(res, templist, k, n, 1);
        return res;
    }

    /**
     * 回溯算法
     *
     * @param res      结果集
     * @param templist 临时存放list
     * @param k        还需要几步递归结束
     * @param n        对于目前还有k步的情况下,需要得到的和为n
     * @param from     为了保证每个组合中都不存在重复,需要从from开始选择数字
     */
    private void combinationSum(List<List<Integer>> res, ArrayList<Integer> templist, int k, int n, int from) {
        if (n < 0) {
            return;
        }
        //走到这一步一定需要return
        if (k == 0) {
            if (n == 0) {
                res.add(new ArrayList<>(templist));//需要new一个新的list
            }
            return;
        }
        //为了保证每个组合中都不存在重复,需要从from开始选择数字,最后结束选择的范围是9 - k + 1
        for (int i = from; i <= 9 - k + 1; i++) {
            templist.add(i);
            combinationSum(res, templist, k - 1, n - i, i + 1);
            templist.remove(templist.size() - 1);//回溯算法常规步骤
        }
    }
}

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