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【LeetCode with Python】 Combination Sum

部落格域名:http://www.xnerv.wang
原題頁面:https://oj.leetcode.com/problems/combination-sum/
題目型別:遞歸回溯,組合
難度評價:★★★★
本文地址:http://blog.csdn.net/nerv3x3/article/details/39453235

Given a set of candidate numbers (C) and a target number (T), find all unique combinations inC where the candidate numbers sums toT.

The same repeated number may be chosen from C

unlimited number of times.

Note:

  • All numbers (including target) will be positive integers.
  • Elements in a combination (a1, a2, … ,ak) must be in non-descending order. (ie,a1a2 ≤ … ≤ ak).
  • The solution set must not contain duplicate combinations.

For example, given candidate set 2,3,6,7 and target 7,
A solution set is:
[7]


[2, 2, 3]

比較經典的遞歸回溯和組合問題。每個元素可以被使用多次,注意引數傳入的set可能不是有序的,為確保萬一先sort吧。這道題有兩個值得思考的地方:
為什麼不能用動態規劃來解決這個問題?什麼樣的題可以用動態規劃,動態規劃究竟是什麼,這個定義上的問題一直困擾著本人。但是至少可以確定一點,動態規劃是用來解決最優化問題的,而不是組合問題。例如如果這道題改為,從集合中挑選出一個子集合,使其最接近於給出的target值,但是又不能超過target值,那這道題就是動態規劃中典型的揹包問題了。
無限遞迴問題。注意程式碼中的used變數,因為set中的值可以被使用多次。。。
(本題感覺理解得還不是很清楚)

class Solution:

    def __init__(self):
        self.nums = None
        self.len_nums = 0
        self.total = 0
        self.combinations = [ ]

    def doCombinationSum(self, prefix, prefix_total, start, last, used):
        if start >= self.len_nums:
            return
        num = self.nums[start]
        
        result = True
        # 只有當第一次考察該元素,或雖然不是第一次考察該元素,但是該元素上一輪已經被採用,才能繼續下去
        if num != last or used:   ###
            if prefix_total + num == self.total:
                new_prefix = prefix[:]
                new_prefix.append(num)
                self.combinations.append(new_prefix)
                return
            elif prefix_total + num < self.total:
                new_prefix = prefix[:]
                new_prefix.append(num)
                self.doCombinationSum(new_prefix, prefix_total + num, start + 1, num, True)
                self.doCombinationSum(new_prefix, prefix_total + num, start, num, True)
            else:
                return
        # 決定不採用該元素並且將索引+1,只能發生在第一次考察該元素的時候,否則會有重複組合加入
        if num != last:       ###
            self.doCombinationSum(prefix, prefix_total, start + 1, num, False)
        return True

    # @param candidates, a list of integers
    # @param target, integer
    # @return a list of lists of integers
    def combinationSum(self, candidates, target):
        self.nums = candidates
        self.nums.sort()
        self.len_nums = len(self.nums)
        if 0 == self.len_nums:
            return [ ]
        self.total = target
        self.doCombinationSum([ ], 0, 0, -1, True)
        return self.combinations