【代码随想录】回溯法之分割与子集问题

前言

更详细的在大佬的代码随想录 (programmercarl.com)

本系列仅是简洁版笔记,为了之后方便观看

子集类问题可以不写终止条件

分割回文串

题目

131. 分割回文串 - 力扣(LeetCode)

给你一个字符串 s,请你将 s 分割成一些子串,使每个子串都是 回文串 返回 s 所有可能的分割方案。

思考结果

切割线:startIndex

截取的子串:[startIndex,i]

代码

class Solution {
private:
      vector<vector<string>> result;//二维数组
      vector<string>path;//定义一维数组
    bool istrue(const string&s,int start,int end )//判断是不是回文
    {
        for(int i=start,j=end;i<j;i++,j--)//双指针法
        {
            if(s[i]!=s[j]){
                return false;
            }
        }
        return true;
    }
    void backtracking(const string&s,int startIndex){
        if(startIndex>=s.size()){//结束条件
            result.push_back(path);
            return ;
        }
        for(int i=startIndex;i<s.size();i++){//从分割线开始
            if(istrue(s,startIndex, i)){//是回文子串
                string str=s.substr(startIndex,i-startIndex+1);//分割串的范围是[startIndex,i]
                 path.push_back(str);
            }
            else {                                // 不是回文,跳过
                continue;
            }
            backtracking(s, i + 1); //i+1为起始位置的回文子串
            path.pop_back(); //回溯
        }
    }
public:
    vector<vector<string>> partition(string s) {
        result.clear();
        path.clear();
        backtracking(s, 0);
        return result;
    }
};

复原IP地址

93. 复原 IP 地址 - 力扣(LeetCode)

pointNum记录逗号数量,pointNum=3说明此时有四个串

i+2的原因是在字符串中加入了分隔符.

class Solution {
private:
  vector<string>result;
  void backtracking( string& s,int startIndex,int pointnum){
    if(pointnum==3){
        if(isvalid(s,startIndex,s.size()-1)){
            result.push_back(s);
            return ;
        }
    }
         for (int i = startIndex; i < s.size(); i++) {
        if (isvalid(s, startIndex, i)) { 
                s.insert(s.begin() + i + 1 , '.');  
                pointnum++;
                backtracking(s, i + 2, pointnum);   
                pointnum--;                         
                s.erase(s.begin() + i + 1);  
        }else break;
    }
  }
      bool isvalid(const string& s, int start, int end) {
        if (start > end) {
            return false;
        }
        if (s[start] == '0' && start != end) { 
                return false;
        }
        int num = 0;
        for (int i = start; i <= end; i++) {
            if (s[i] > '9' || s[i] < '0') { 
                return false;
            }
            num = num * 10 + (s[i] - '0');
            if (num > 255) { 
                return false;
            }
        }
        return true;
    }
public:
    vector<string> restoreIpAddresses(string s) {
          result.clear();
          if(s.size()<4||s.size()>12) return result;
          backtracking(s,0,0);
          return  result;
    }
};

子集

78. 子集 - 力扣(LeetCode)

不同点:和之前学过的例子相比较,每一层递归里面都有自己需要的结果

终点状态:剩余集合是空集合

终止条件可以不加:因为如果大于了数组的大小,for循环不会进入进去,直接return

注意:把收获结果放在终止条件之前,不然会省略掉最后的结果

class Solution {
private:
    vector<vector<int>> result;
    vector<int> path;
    void backtracking(vector<int>& nums, int startIndex) {
       result.push_back(path);
       if (startIndex >= nums.size()) 
       { 
            return;
       }
        for (int i = startIndex; i < nums.size(); i++) {
            path.push_back(nums[i]);
            backtracking(nums, i + 1);
            path.pop_back();
        } 
    }   
public:
    vector<vector<int>> subsets(vector<int>& nums) {
        result.clear();
        path.clear();
        backtracking(nums, 0);
        return result;
    }
};

子集II

90. 子集 II - 力扣(LeetCode)

原集合有重复元素但不能有重复子集

去重步骤:先排序,树层去重,树枝上不去重

 if (i > 0 && nums[i] == nums[i - 1] && used[i - 1] == false) {
                continue;
            }        

bool数组定义

 vector<bool> used(nums.size(), false);

总代码 

class Solution {
private:
    vector<vector<int>> result;
    vector<int> path;
    void backtracking(vector<int>& nums, int startIndex, vector<bool>& used) {
        result.push_back(path);
        for (int i = startIndex; i < nums.size(); i++) {
            if (i > 0 && nums[i] == nums[i - 1] && used[i - 1] == false) {
                continue;
            }
            path.push_back(nums[i]);
            used[i] = true;
            backtracking(nums, i + 1, used);
            used[i] = false;
            path.pop_back();
        }
    }

public:
    vector<vector<int>> subsetsWithDup(vector<int>& nums) {
        result.clear();
        path.clear();
        vector<bool> used(nums.size(), false);
        sort(nums.begin(), nums.end()); 
        backtracking(nums, 0, used);
        return result;
    }
};

 子集、组合、分割问题的的区别

子集:收集树形结构中树的所有节点的结果。

组合、分割问题:收集树形结构中叶子节点的结果。

递增子序列

491. 非递减子序列 - 力扣(LeetCode)

给定一个整型数组, 你的任务是找到所有该数组的递增子序列,递增子序列的长度至少是2。

排序做法不可取:改变了元素的顺序

去重+非递减

  unordered_set<int> uset;
if ((!path.empty() && nums[i] < path.back())|| uset.find(nums[i]) != uset.end())
 {
                    continue;
 }

总代码

class Solution {
private:
    vector<vector<int>> result;
    vector<int> path;
    void backtracking(vector<int>& nums, int startIndex) {
        if (path.size() > 1) {//题意说大小要大于2
            result.push_back(path);
        }//不加return,因为它也属于子集问题
        unordered_set<int> used; // 每一次递归都要记录 仅是对于本层进行去重
        for (int i = startIndex; i < nums.size(); i++) {
         if ((!path.empty() && nums[i] < path.back())|| used.find(nums[i]) !=used.end()) 
            continue;
            used.insert(nums[i]); //本层已经用过该元素了
            path.push_back(nums[i]);//添加元素
            backtracking(nums, i + 1);//递归到下一层
            path.pop_back();//返回
        }
    }
public:
    vector<vector<int>> findSubsequences(vector<int>& nums) {
        backtracking(nums, 0);
        return result;
    }
};

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