代码随想录-算法训练营day25【回溯02：组合总和III、电话号码的字母组合】

时间：2024-04-28 07:33:17

代码随想录-035期-算法训练营【博客笔记汇总表】-****博客

第七章 回溯算法part02

今日内容： 

● 216.组合总和III
● 17.电话号码的字母组合

 详细布置 

 216.组合总和III 

如果把 组合问题理解了，本题就容易一些了。 

题目链接/文章讲解：https://programmercarl.com/0216.%E7%BB%84%E5%90%88%E6%80%BB%E5%92%8CIII.html   
视频讲解：https://www.bilibili.com/video/BV1wg411873x

 17.电话号码的字母组合 

本题大家刚开始做会有点难度，先自己思考20min，没思路就直接看题解。 

题目链接/文章讲解：https://programmercarl.com/0017.%E7%94%B5%E8%AF%9D%E5%8F%B7%E7%A0%81%E7%9A%84%E5%AD%97%E6%AF%8D%E7%BB%84%E5%90%88.html   
视频讲解：https://www.bilibili.com/video/BV1yV4y1V7Ug
往日任务
● day 1 任务以及具体安排：https://docs.qq.com/doc/DUG9UR2ZUc3BjRUdY  
● day 2 任务以及具体安排：https://docs.qq.com/doc/DUGRwWXNOVEpyaVpG  
● day 3 任务以及具体安排：https://docs.qq.com/doc/DUGdqYWNYeGhlaVR6 
● day 4 任务以及具体安排：https://docs.qq.com/doc/DUFNjYUxYRHRVWklp 
● day 5 周日休息
● day 6 任务以及具体安排：https://docs.qq.com/doc/DUEtFSGdreWRuR2p4 
● day 7 任务以及具体安排：https://docs.qq.com/doc/DUElCb1NyTVpXa0Jj 
● day 8 任务以及具体安排：https://docs.qq.com/doc/DUGdsY2JFaFhDRVZH 
● day 9 任务以及具体安排：https://docs.qq.com/doc/DUHVXSnZNaXpVUHN4 
● day 10 任务以及具体安排：https://docs.qq.com/doc/DUElqeHh3cndDbW1Q 
●day 11 任务以及具体安排：https://docs.qq.com/doc/DUHh6UE5hUUZOZUd0 
●day 12 周日休息 
●day 13 任务以及具体安排：https://docs.qq.com/doc/DUHNpa3F4b2dMUWJ3 
●day 14 任务以及具体安排：https://docs.qq.com/doc/DUHRtdXZZSWFkeGdE 
●day 15 任务以及具体安排：https://docs.qq.com/doc/DUHN0ZVJuRmVYeWNv 
●day 16 任务以及具体安排：https://docs.qq.com/doc/DUHBQRm1aSWR4T2NK 
●day 17 任务以及具体安排：https://docs.qq.com/doc/DUFpXY3hBZkpabWFY 
●day 18 任务以及具体安排：https://docs.qq.com/doc/DUFFiVHl3YVlReVlr 
●day 19 周日休息
●day 20 任务以及具体安排：https://docs.qq.com/doc/DUGFRU2V6Z1F4alBH  
●day 21 任务以及具体安排：https://docs.qq.com/doc/DUHl2SGNvZmxqZm1X 
●day 22 任务以及具体安排：https://docs.qq.com/doc/DUHplVUp5YnN1bnBL  
●day 23 任务以及具体安排：https://docs.qq.com/doc/DUFBUQmxpQU1pa29C 
●day 24 任务以及具体安排：https://docs.qq.com/doc/DUEhsb0pUUm1WT2NP

目录

0216_组合总和III

0017_电话号码的字母组合

0216_组合总和III

res.add(new ArrayList<>(path)); // 不是add(path);

package com.question.solve.leetcode.programmerCarl2._08_backtrackingAlgorithms;

import java.util.ArrayList;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;

public class _0216_组合总和III {
}

class Solution0216 {
    List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();
    LinkedList<Integer> path = new LinkedList<>();

    public List<List<Integer>> combinationSum3(int k, int n) {
        backTracking(k, n, 1);
        return res;
    }

    private void backTracking(int k, int n, int startIndex) {
        if (path.size() == k) {
            int sum = path.stream().mapToInt(x -> x).sum();
            if (sum == n) {
                res.add(new ArrayList<>(path));
            }
        }
        for (int i = startIndex; i <= 9; i++) {
            path.add(i);
            backTracking(k, n, i + 1);
            path.removeLast();
        }
    }
}

class Solution0216_2 {//模板方法
    List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();
    LinkedList<Integer> path = new LinkedList<>();

    public List<List<Integer>> combinationSum3(int k, int n) {
        backTracking(n, k, 1, 0);
        return result;
    }

    private void backTracking(int targetSum, int k, int startIndex, int sum) {
        if (sum > targetSum) {//减枝
            return;
        }
        if (path.size() == k) {
            if (sum == targetSum) result.add(new ArrayList<>(path));
            return;
        }

        // 减枝 9 - (k - path.size()) + 1
        for (int i = startIndex; i <= 9 - (k - path.size()) + 1; i++) {
            path.add(i);
            sum += i;
            backTracking(targetSum, k, i + 1, sum);
            //回溯
            path.removeLast();
            //回溯
            sum -= i;
        }
    }
}

// 上面剪枝 i <= 9 - (k - path.size()) + 1; 如果还是不清楚
// 也可以改为 if (path.size() > k) return; 执行效率上是一样的
class Solution0216_3 {
    LinkedList<Integer> path = new LinkedList<>();
    List<List<Integer>> ans = new ArrayList<>();

    public List<List<Integer>> combinationSum3(int k, int n) {
        build(k, n, 1, 0);
        return ans;
    }

    private void build(int k, int n, int startIndex, int sum) {
        if (sum > n) return;
        if (path.size() > k) return;

        if (sum == n && path.size() == k) {
            ans.add(new ArrayList<>(path));
            return;
        }

        for (int i = startIndex; i <= 9; i++) {
            path.add(i);
            sum += i;
            build(k, n, i + 1, sum);
            sum -= i;
            path.removeLast();
        }
    }
}

class Solution0216_4 {
    List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();
    List<Integer> list = new ArrayList<>();

    public List<List<Integer>> combinationSum3(int k, int n) {
        res.clear();
        list.clear();
        backtracking(k, n, 9);
        return res;
    }

    private void backtracking(int k, int n, int maxNum) {
        if (k == 0 && n == 0) {
            res.add(new ArrayList<>(list));
            return;
        }

        // 因为不能重复，并且单个数字最大值是maxNum，所以sum最大值为
        // （maxNum + (maxNum - 1) + ... + (maxNum - k + 1)） == k * maxNum - k*(k - 1) / 2
        if (maxNum == 0
                || n > k * maxNum - k * (k - 1) / 2
                || n < (1 + k) * k / 2) {
            return;
        }
        list.add(maxNum);
        backtracking(k - 1, n - maxNum, maxNum - 1);
        list.remove(list.size() - 1);
        backtracking(k, n, maxNum - 1);
    }
}

0017_电话号码的字母组合

理解本题后，要解决如下三个问题：

  1. 数字和字母如何映射
  2. 两个字母就两个for循环，三个字符我就三个for循环，以此类推，然后发现代码根本写不出来
  3. 输入1 * #按键等等异常情况
package com.question.solve.leetcode.programmerCarl2._08_backtrackingAlgorithms;

import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;

public class _0017_电话号码的字母组合 {
}

class Solution0017 {
    List<String> list = new ArrayList<>();//设置全局列表存储最后的结果

    public List<String> letterCombinations(String digits) {
        if (digits == null || digits.length() == 0) {
            return list;
        }
        //初始对应所有的数字，为了直接对应2-9，新增了两个无效的字符串""
        String[] numString = {"", "", "abc", "def", "ghi", "jkl", "mno", "pqrs", "tuv", "wxyz"};
        backTracking(digits, numString, 0);//迭代处理
        return list;
    }

    //每次迭代获取一个字符串，所以会涉及大量的字符串拼接，所以这里选择更为高效的StringBuilder
    StringBuilder temp = new StringBuilder();

    //比如digits如果为"23"，num为0，则str表示2对应的abc
    public void backTracking(String digits, String[] numString, int num) {
        //遍历全部一次记录一次得到的字符串
        if (num == digits.length()) {
            list.add(temp.toString());
            return;
        }
        //str表示当前num对应的字符串
        String str = numString[digits.charAt(num) - '0'];
        for (int i = 0; i < str.length(); i++) {
            temp.append(str.charAt(i));
            backTracking(digits, numString, num + 1);
            //剔除末尾的继续尝试
            temp.deleteCharAt(temp.length() - 1);
        }
    }
}

class Solution0017_2 {
    public List<String> letterCombinations(String digits) {
        List<String> combinations = new ArrayList<String>();
        if (digits.length() == 0) {
            return combinations;
        }
        Map<Character, String> phoneMap = new HashMap<Character, String>() {{
            put('2', "abc");
            put('3', "def");
            put('4', "ghi");
            put('5', "jkl");
            put('6', "mno");
            put('7', "pqrs");
            put('8', "tuv");
            put('9', "wxyz");
        }};
        backtrack(combinations, phoneMap, digits, 0, new StringBuffer());
        return combinations;
    }

    public void backtrack(List<String> combinations, Map<Character, String> phoneMap, String digits, int index, StringBuffer combination) {
        if (index == digits.length()) {
            combinations.add(combination.toString());
        } else {
            char digit = digits.charAt(index);
            String letters = phoneMap.get(digit);
            int lettersCount = letters.length();
            for (int i = 0; i < lettersCount; i++) {
                combination.append(letters.charAt(i));
                backtrack(combinations, phoneMap, digits, index + 1, combination);
                combination.deleteCharAt(index);
            }
        }
    }
}

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