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2023-08-27 22:49:47 +08:00
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@@ -6,7 +6,7 @@
给定一个正整数数组 `nums` 和一个目标正整数 `target` ,请找出所有可能的组合,使得组合中的元素和等于 `target` 。给定数组无重复元素,每个元素可以被选取多次。请以列表形式返回这些组合,列表中不应包含重复组合。
例如,输入集合 $\{3, 4, 5\}$ 和目标整数 $9$ ,解为 $\{3, 3, 3\}, \{4, 5\}$ 。需要注意两点
例如,输入集合 $\{3, 4, 5\}$ 和目标整数 $9$ ,解为 $\{3, 3, 3\}, \{4, 5\}$ 。需要注意以下两点
- 输入集合中的元素可以被无限次重复选取。
- 子集是不区分元素顺序的,比如 $\{4, 5\}$ 和 $\{5, 4\}$ 是同一个子集。
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![子集搜索与越界剪枝](subset_sum_problem.assets/subset_sum_i_naive.png)
为了去除重复子集,**一种直接的思路是对结果列表进行去重**。但这个方法效率很低,因为:
为了去除重复子集,**一种直接的思路是对结果列表进行去重**。但这个方法效率很低,有两方面原因。
- 当数组元素较多,尤其是当 `target` 较大时,搜索过程会产生大量的重复子集。
- 比较子集(数组)的异同非常耗时,需要先排序数组,再比较数组中每个元素的异同。
### 重复子集剪枝
**我们考虑在搜索过程中通过剪枝进行去重**。观察下图,重复子集是在以不同顺序选择数组元素时产生的,具体来看:
**我们考虑在搜索过程中通过剪枝进行去重**。观察下图,重复子集是在以不同顺序选择数组元素时产生的,例如以下情况。
1. 第一轮和第二轮分别选择 $3$ , $4$ ,会生成包含这两个元素的所有子集,记为 $[3, 4, \dots]$ 。
2. 第一轮选择 $4$ **则第二轮应该跳过 $3$** ,因为该选择产生的子集 $[4, 3, \dots]$ 和 `1.` 中生成的子集完全重复。
1. 第一轮和第二轮分别选择 $3$ , $4$ ,会生成包含这两个元素的所有子集,记为 $[3, 4, \dots]$ 。
2. 之后,当第一轮选择 $4$ **则第二轮应该跳过 $3$** ,因为该选择产生的子集 $[4, 3, \dots]$ 和 `1.` 中生成的子集完全重复。
如下图所示,每一层的选择都是从左到右被逐个尝试的,因此越靠右剪枝越多。
在搜索中,每一层的选择都是从左到右被逐个尝试的,因此越靠右的分支被剪掉的越多。
1. 前两轮选择 $3$ , $5$ ,生成子集 $[3, 5, \dots]$ 。
2. 前两轮选择 $4$ , $5$ ,生成子集 $[4, 5, \dots]$ 。
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为实现该剪枝,我们初始化变量 `start` ,用于指示遍历起点。**当做出选择 $x_{i}$ 后,设定下一轮从索引 $i$ 开始遍历**。这样做就可以让选择序列满足 $i_1 \leq i_2 \leq \dots \leq i_m$ ,从而保证子集唯一。
除此之外,我们还对代码进行了两项优化
除此之外,我们还对代码进行了以下两项优化
- 在开启搜索前,先将数组 `nums` 排序。在遍历所有选择时,**当子集和超过 `target` 时直接结束循环**,因为后边的元素更大,其子集和都一定会超过 `target` 。
- 省去元素和变量 `total`**通过在 `target` 上执行减法来统计元素和**,当 `target` 等于 $0$ 时记录解。