/**
* File: subset_sum_ii.cs
* Created Time: 2023-06-25
* Author: hpstory (hpstory1024@163.com)
*/

namespace hello_algo.chapter_backtracking;

public class subset_sum_ii {
    /* バックトラッキング：部分和 II */
    void Backtrack(List<int> state, int target, int[] choices, int start, List<List<int>> res) {
        // 部分集合の和が target に等しければ、解を記録
        if (target == 0) {
            res.Add(new List<int>(state));
            return;
        }
        // すべての選択肢を走査
        // 枝刈り 2: start から走査し、重複する部分集合の生成を避ける
        // 枝刈り 3: start から走査し、同じ要素の重複選択を避ける
        for (int i = start; i < choices.Length; i++) {
            // 枝刈り1：部分集合の和が target を超えたら、直ちにループを終了する
            // 配列はソート済みで後続要素のほうが大きく、部分集合の和は必ず target を超えるため
            if (target - choices[i] < 0) {
                break;
            }
            // 枝刈り4：この要素が左隣の要素と等しければ、その探索分岐は重複しているためスキップする
            if (i > start && choices[i] == choices[i - 1]) {
                continue;
            }
            // 試す：選択を行い、target と start を更新
            state.Add(choices[i]);
            // 次の選択へ進む
            Backtrack(state, target - choices[i], choices, i + 1, res);
            // バックトラック：選択を取り消し、前の状態に戻す
            state.RemoveAt(state.Count - 1);
        }
    }

    /* 部分和 II を解く */
    List<List<int>> SubsetSumII(int[] nums, int target) {
        List<int> state = []; // 状態（部分集合）
        Array.Sort(nums); // nums をソート
        int start = 0; // 開始点を走査
        List<List<int>> res = []; // 結果リスト（部分集合のリスト）
        Backtrack(state, target, nums, start, res);
        return res;
    }

    [Test]
    public void Test() {
        int[] nums = [4, 4, 5];
        int target = 9;
        List<List<int>> res = SubsetSumII(nums, target);
        Console.WriteLine("入力配列 nums = " + string.Join(", ", nums) + ", target = " + target);
        Console.WriteLine("和が " + target + " に等しいすべての部分集合 res = ");
        foreach (var subset in res) {
            PrintUtil.PrintList(subset);
        }
    }
}