leetcode216.组合总和III、40.组合总和II、39.组合总和

216.组合总和III

找出所有相加之和为 n 的 k 个数的组合,且满足下列条件:
只使用数字1到9
每个数字 最多使用一次
返回 所有可能的有效组合的列表 。该列表不能包含相同的组合两次,组合可以以任何顺序返回。

示例 1:
输入: k = 3, n = 7
输出: [[1,2,4]]
解释:
1 + 2 + 4 = 7
没有其他符合的组合了。

示例 2:
输入: k = 3, n = 9
输出: [[1,2,6], [1,3,5], [2,3,4]]
解释:
1 + 2 + 6 = 9
1 + 3 + 5 = 9
2 + 3 + 4 = 9
没有其他符合的组合了。

示例 3:
输入: k = 4, n = 1
输出: []
解释: 不存在有效的组合。
在[1,9]范围内使用4个不同的数字,我们可以得到的最小和是1+2+3+4 = 10,因为10 > 1,没有有效的组合。

解题思路

本题就是在[1,2,3,4,5,6,7,8,9]这个集合中找到和为n的k个数的组合。
本题k相当于树的深度,9(因为整个集合就是9个数)就是树的宽度。

例如 k = 2,n = 4的话,就是在集合[1,2,3,4,5,6,7,8,9]中求 k(个数) = 2, n(和) = 4的组合。

选取过程如图:
leetcode216.组合总和III、40.组合总和II、39.组合总和_第1张图片

回溯三部曲

1.确定递归函数参数

和77. 组合一样,依然需要一维数组path来存放符合条件的结果,二维数组result来存放结果集。
这里我依然定义path 和 result为全局变量。
至于为什么取名为path?从上面树形结构中,可以看出,结果其实就是一条根节点到叶子节点的路径。
接下来还需要如下参数:
n(int)目标和,也就是题目中的n。
k(int)就是题目中要求k个数的集合。
sum(int)为已经收集的元素的总和,也就是path里元素的总和。
startIndex(int)为下一层for循环搜索的起始位置。

2、确定终止条件

在上面已经说了,k其实就已经限制树的深度,因为就取k个元素,树再往下深了没有意义。
所以如果pathTop和 k相等了,就终止。
如果此时path里收集到的元素和(sum) 和n(就是题目描述的n)相同了,就用result收集当前的结果。
所以 终止代码如下:

if(pathTop==k){
   
        if(sum==n){
   
            int* tmp=(int*)malloc(sizeof(int)*k);
            for(int i=0;i<k;i++){
   
                tmp[i]=path[i];
            }
            ans[ansTop++]=tmp;
        }
        return;
    }
3、单层搜索过程

本题和77. 组合区别之一就是集合固定的就是9个数[1,…,9],所以for循环固定i<=9
leetcode216.组合总和III、40.组合总和II、39.组合总和_第2张图片

for(int i=startIdx;i<=9;i++){
   
        sum+=i;
        path[pathTop++]=i;
         backtracking(n,k,sum,i+1);
          sum-=i;
          pathTop--;
    }

代码

未剪枝

int *path;
 int pathTop;
 int **ans;
 int ansTop;
 void backtracking(int n,int k,int sum,int startIdx){
   
    if(pathTop==k){
   
        if(sum==n){
   
            int* tmp=(int*)malloc(sizeof(int)*k);
            for(int i=0;i<k;i++){
   
                tmp[i]=path[i];
            }
            ans[ansTop++]=tmp;
        }
        return;
    }
    for(int i=startIdx;i<=9;i++){
   
        sum+=i;
        path[pathTop++]=i;
         backtracking(n,k,sum

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